JP2004040517A

JP2004040517A - 携帯端末および画像配信システム

Info

Publication number: JP2004040517A
Application number: JP2002195359A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Asada; 浅田　耕史
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2002-07-04
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】携帯端末の受信状態が悪い場合であっても、良好に動画再生を行うことが可能な携帯端末および画像配信システムを提供する。
【解決手段】他の携帯端末に画像を送信可能な携帯端末において、前記他の携帯端末の電波受信状態あるいは前記他の携帯端末と基地局との間のデータレートを示す情報を受信する受信手段と、前記情報に応じて画像データのデータレートを調整する手段と、前記調整手段により調整した画像データを送信する送信手段と、を設ける。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データを送信可能な携帯端末および画像配信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話の普及とデータ通信速度の向上により、特開平８−８８８４１や特開平１０−６５７８０に開示されているように、端末間で画像データを交換する携帯テレビ電話のシステムが実現されている。このシステムでは、携帯端末に付随するカメラによって撮影された画像（動画・静止画）をＭＰＥＧ等の規格に応じて圧縮処理した後、各通信方式に応じて変調し、相手側の端末に送信する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＭＴ−２０００規格における１ｘＥＶ−ＤＯ（１ｘ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　Ｄａｔａ　Ｏｎｌｙ）等のデータ通信規格では、基地局のスループットを最大にするため、受信機の電波受信状態に応じて基地局から無線端末へのデータ転送速度を変化させる。そのため、受信状態が悪ければデータ転送速度が低下し、ストリーム画像をスムーズに再生できない場合が生じるという問題がある。そこで、本発明は、受信状態が悪い場合であっても、良好に動画再生を行うことが可能な携帯端末および画像配信システムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、動画を受信する携帯端末側の電波状態に合わせて、動画を送信する側で動画のデータレートを調節する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる画像配信システムの概要を示す説明図である。本システムでは、画像を携帯端末間で送受信する際に、受信側の電波状態に応じて画像ストリームのデータ量を変化させる。
【０００６】
同図において、１００は画像送信側の携帯端末、１０１は送信側端末から出力した画像データ、１０２は基地局から送信側端末に送られる受信側端末の電波状態を示すパラメータ値、１０３は送信側端末と通信する基地局、１０４は受信側端末と通信する基地局、１０５は基地局間にあるネットワーク網である。１０８及び１１１は画像受信側の携帯端末であり、１０６及び１０９は受信側端末に送られる画像データを表す。また、１０７及び１１０は受信側端末の電波受信状態を表わすパラメータ値であり、例えば信号対雑音比（Ｃ／Ｉ）である。以下、携帯端末１０８の電波受信状態が悪く、携帯端末１１１の電波受信状態が良い場合を例にして説明を行う。
【０００７】
画像データの送信側携帯端末１００と受信側携帯端末１０８もしくは１１１とで回線が確立された時、受信側端末の電波状態を表わすパラメータ値を基地局１０４に送信する。携帯端末１０８のように基地局１０４から離れているとき、基地局１０４から携帯端末１０８への下り回線１０６のデータ伝送速度は基地局からの距離に応じて低下する。この携帯端末１０８の電波状態を示すパラメータ値１０７は、携帯端末１０８から基地局１０４に送られた後、ネットワーク網１０５を介して送信側携帯端末１００の近くの基地局１０３に送られる。
【０００８】
送信側端末１００は、基地局１０３から受信側携帯端末の電波状態を示すパラメータ値１０２を受け取り、このパラメータ値１０２に応じて画像ストリーム１０１のデータレートを調節する。このように受信側の電波状態に応じて画像ストリームのデータレートを調整することにより、受信側端末１０８においてスムーズな動画再生が可能になる。
【０００９】
同様に、携帯端末１１１のように基地局１０４に近い受信側端末では、基地局１０４からの下り回線のデータ伝送速度が速くなる。その時、その電波状態を表わすパラメータ１１０を基地局１０４に送り、ネットワーク網１０５を介して送信側最寄りの基地局１０３に送る。送信側端末１００ではその情報を基地局１０３から受け取った後、下り回線１０９の通信速度に合わせて画像ストリーム１０１のデータレートを調節することで、受信側端末１１１においてスムーズな動画再生が可能になる。
【００１０】
なお、本発明においては、基地局１０４から画像受信側端末１０８、１１１へのデータレートそのものを基地局１０４から送信側端末１００に送り、それを元にして画像ストリーム１０１のデータレートを調節することも可能である。
【００１１】
また、画像送信側端末１００が、基地局１０３から受信側端末の電波状態を示すパラメータもしくは基地局と受信側端末間のデータレートを示す情報を受信できない場合、送信側端末は通信規格に対応した最低のデータレートで画像を送出するように制御する。これにより、データ伝送の中断を防止し、受信側において途切れることなく動画再生することができる。
【００１２】
図２は、本発明の一実施形態にかかる携帯端末を示す図である。本携帯端末は、画像を送信する際に受信側携帯端末の電波状態に応じて画像ストリームのデータ量を可変する。
【００１３】
同図において、２００は携帯端末、２０１は画像を撮影するカメラ部、２０２はカメラ部によって撮影された画像データ、２０３は画像データの圧縮及びパケット化の処理をするストリーム生成部、２０４は画像ストリームの符号量を制御するパラメータを生成する符号量制御部、２０５は符号量制御を行うための符号量パラメータ、２０６は画像の圧縮処理を行う画像圧縮部、２０７は受信側端末の電波状態に対応するパラメータ、２０８は圧縮された画像ストリーム、２０９は端末で受信したデータを復調するデータ復調部、２１０は送信データを変調するデータ変調部、２１１は端末の受信データ、２１２は変調された送信データ、２１３は基地局から端末への電波を受信し、端末から基地局へ無線電波を送信する送受信部、２１４は基地局と通信するための端末に付属するアンテナ、をそれぞれ表わす。
【００１４】
送信側端末２００は画像ストリーム送信に先立ち、画像を受信する携帯端末の電波状態を基地局からアンテナ２１４によって受信し、データ送受信部２１３によって周波数変換、増幅処理を行ない、データ復調部２０９によりパラメータ２０７を取り出す。パラメータ２０７を、符号量制御部２０４において符号量パラメータ２０５を決める際の変数として使用する。
【００１５】
圧縮ストリームの符号量を制御する制御パラメータ２０５（量子化係数）を生成する際には、画像ストリームの符号量が時間的に一定になるように画像圧縮規格（ＭＰＥＧ等）に基づいて演算処理を行う。カメラ部２０１で撮影された画像データ２０２は画像圧縮部２０６に送られ、圧縮ストリーム２０８が生成される。その際、符号量制御部２０４は、圧縮ストリームの符号量を制御する制御パラメータ２０５を、基地局と受信側端末との間のデータレートに応じて生成する。画像圧縮部２０６は、受信側の電波状態に対応してデータレートを調整した画像ストリーム２０８を生成する。画像ストリーム２０８は、データ変調部２１０により規格に応じた無線方式の変調を加えられ、データ送受信部２１３によって周波数変換、増幅処理をされる。その後、画像ストリームはアンテナ２１４により基地局に送信され、基地局から受信側の携帯端末に送信される。
【００１６】
なお、本実施形態では、受信側端末の電波状態に対応するパラメータ２０７を用いているが、これに限定するものではなく、基地局と受信側端末間のデータレートを用いるようにしても良い。
【００１７】
図３は、本発明の一実施形態にかかる携帯端末間で基地局を介し画像を送受信するためのプロトコルスタックの構造を示す説明図である。
同図において、３００は画像送信側のプロトコルスタック、３０１は送信側プロトコルスタックのレイヤー３（Ｌ３）、３０２は送信側プロトコルスタックのレイヤー２（Ｌ２）、３０３は送信側プロトコルスタックのレイヤー１（Ｌ１）、３０４は実際にデータ送受信を行う送信端末側ハードウェア、３０５は画像ストリームを送信するためのストリーム用プロトコル、３０６は基地局から受信側端末の情報を受け取るための通信用プロトコルである。
【００１８】
３０７は基地局内のプロトコルスタック、３０８は基地局内プロトコルスタックのレイヤー３（Ｌ３）、３０９は基地局内プロトコルスタックのレイヤー２（Ｌ２）、３１０は基地局内プロトコルスタックのレイヤー１（Ｌ１）、３１１は実際にデータ送受信を行う基地局ハードウェア、３１２は画像受信側端末からの情報を受信し画像送信側端末に送信するための通信用プロトコル、３１３は画像送信側端末からの画像データパケットを受信し画像受信側端末へ送信するためのストリーム用プロトコルである。
【００１９】
３１４は画像受信側端末のプロトコルスタック、３１５は受信側プロトコルスタックのレイヤー３（Ｌ３）、３１６は受信側プロトコルスタックのレイヤー２（Ｌ２）、３１７は受信側プロトコルスタック内のレイヤー１（Ｌ１）、３１８は実際にデータ送受信を行う受信端末側ハードウェア、３１９は基地局に電波状態を伝えるための通信用プロトコル、３２０は画像送信側端末からの画像ストリームパケットを受信するためのストリーム用プロトコルである。
【００２０】
３２１は画像送信側端末から送られる画像ストリーム、３２２はストリーム用プロトコル３０５でパケット化され基地局に送られる画像ストリームデータ、３２３は基地局内でプロトコル３１３により復元された画像ストリーム、３２４は画像受信側端末に送られる画像ストリームである。３２５はストリーム用プロトコル３１３でパケット化され画像受信側端末に送られ画像ストリームデータ、３２６は画像受信側端末でプロトコル３２０により復元された画像ストリームである。３２７は受信側端末の電波状態を示すパラメータ、３２８はプロトコル３１９によりパケット化され基地局に送られるパラメータ、３２９は基地局と画像受信側端末間のデータレートを示すパラメータである。３３０は基地局から画像送信側端末に送られるデータレート設定用データ、３３１は基地局から送られてきたデータ３３０から送信画像のデータレートを設定するためのパラメータ、をそれぞれ表わす。
【００２１】
なお、プロトコルスタックのレイヤー１ではネットワークの物理的条件を規定し、レイヤー２ではパケットレベルでのデータ交換機能を提供し、レイヤー３では携帯端末としての通信機能を提供する。
【００２２】
受信側端末で測定された電波状態を表わすパラメータ３２７は、受信側レイヤー３（３１５）の中にある受信側通信用プロトコル３１９で規定通りにパケット化され、低位レイヤーである受信側レイヤー２（３１６）に送られる。３１６ではヘッダの付加、パケットの分割等が行われ、受信側レイヤー１（３１７）に送られる。３１７ではデータが加工され、受信側ハードウェア３１８に送られる。ハードウェア３１８からは、通信規格通りに変調されたデータが基地局側通信用プロトコル３１２に送られる。
【００２３】
基地局側の通信用プロトコル３１２では、受信側端末の電波状態を示すパラメータ、もしくは基地局と受信側端末間のデータレートのどちらかをパケット化し、基地局内レイヤー３（３０８）、基地局内レイヤー２（３０９）、基地局内レイヤー１（３１０）、基地局内ハードウェア（３１１）経由で送信側端末のハードウェア３０４に無線経由で送信する。
【００２４】
送信側端末ハードウェア３０４から、送信側端末レイヤー１（３０３）、送信側端末レイヤー２（３０２）、送信側端末レイヤー３（３０１）を経由して、送信側端末の通信用プロトコル３０６により、受信側端末の電波状態を示すデータ、もしくは基地局と受信側端末間のデータレート３３１を符号量制御部２０４に送信する。符号量制御部２０４では、前記データに基づいて、画像ストリームの圧縮率を可変し、その結果生成された画像ストリーム３２１を送信側端末のストリーム用プロトコル３０５に送る。ストリーム用プロトコル３０５では画像ストリームをパケットに分解し、レイヤー２（３０２）、レイヤー１（３０３）を経て送信側ハードウェア３０４から出力する。
【００２５】
出力された画像ストリームデータ３２２を、無線経由で基地局ハードウェア３１１に送る。そして、前記画像ストリームデータを基地局内ストリーム用プロトコル３１３からデコード部等の上位アプリケーションに送る。
【００２６】
また、基地局内の上位アプリケーションからの画像ストリーム３２４は、ストリーム用プロトコル３０８に送られる。ストリーム用プロトコル３０８ではストリームをパケットに分解し、レイヤー２（３０９）、レイヤー１（３１０）を経て基地局ハードウェア３１１から出力する。出力された画像ストリームデータ３１１は、無線経由で受信側端末ハードウェア３１８に送られ、そこから受信側端末のストリーム用プロトコル３２０に送られて画像ストリーム３２６が取り出される。そして、上位アプリケーションに送られて画像の表示・再生が行われる。
【００２７】
なお、受信側電波状態もしくは基地局と受信側端末間のデータレートの確認と、このデータレートに基づいた画像ストリームのデータレート調節を定期的に一定間隔で行うことにより、最適なデータレートでの端末間の画像伝送を実現できる。
【００２８】
図４は、本発明の実施形態にかかる携帯端末において、画像の圧縮率を変更する際の例を示す模式図である。
【００２９】
同図（１）では、動画の枚数を減らすことなく、画像の鮮鋭度等を調整することにより画面全体の画質を低下させるか、もしくは背景等の部分を送らないことデータ量の低減を図った例を示している。また、（２）では、動画の枚数を減らすことでトータルのデータ量を減らしている。例えば、テレビ電話のように、画面の変化が少なく、背景部分が重要でない場合には、（１）および（２）を組み合せて圧縮することにより、更にデータ量を低減することができる。
【００３０】
（３）では、画像サイズを小さくすることでデータ量の低減をはかる。例えば、動きの速いスポーツ映像を送信する場合、このように画像サイズを小さくすることにより、データレートが低減する場合であっても、スムーズに動画データを送信することができる。
【００３１】
このように、受信側端末の電波状態が悪くデータレートが低減する場合には、送信する画像データに応じた圧縮方法により圧縮し、データ量を低減することにより、データ送信の中断を防止し、受信端末側でスムーズに動画を再生することができる。なお、（１）および（２）の組み合せに限らず、上記（１）から（３）の方法を組み合せることにより、画像のデータレートを調節することができる。
【００３２】
図５は、本発明の実施形態にかかる画像配信システムにおける基地局を示す説明図である。本実施形態では、基地局において、受信側端末の電波状態に合わせて画像の圧縮率を可変する。
同図において、５００は基地局に到達した画像ストリームを含むパケットデータの送受信を行うパケットデータ受信部、５０１は５００で取り出された画像ストリームから画像データを復元する画像デコード部である。５０２は５０１で生成された画像データを蓄積する画像サーバ、５０３は受信側端末向けに画像をエンコードする画像エンコード部、５０４は５０３でエンコードされたデータを変調するデータ変調部、５０５は受信側端末の電波状態を示すパラメータを含むデータを復調するためのデータ復調部、５０６は５０５で復調したパラメータを元に画像をエンコードする際の圧縮率を可変する符号量制御部、５０７は画像データのストリームを生成するストリーム生成部である。
【００３３】
５０８は５０３〜５０７の一連の処理を行う第一のベースバンド部である。５０９および５１０、５１１は、それぞれ５０８と同様の処理を行う第二のベースバンド部、第三のベースバンド部、第四のベースバンド部である。５１２は受信側端末に対し無線通信を行う無線データ送受信部、５１３は受信端末と交信する基地局アンテナ、をそれぞれ表わす。
【００３４】
送信側携帯端末から送られてきたパケットは、パケットデータ送受信部５００で受信され、画像ストリームが取り出される。取り出された画像ストリームは、画像デコード部５０１に送られ、元の画像に復元された後に画像サーバ５０２に蓄積される。
【００３５】
受信側端末がベースバンド部１と回線を開いている時、受信側端末の電波状態を示すパラメータを含むデータはアンテナ５１３で受信され、無線データ送受信部５１２で振り分けられてベースバンド部５０８に入力される。入力されたデータからはデータ復調部５０５で受信側電波状態のパラメータが取り出され、ストリーム生成部５０７の符号量制御部５０６に送られる。ストリーム生成部５０７では、画像サーバから画像データが取り出され、符号量制御部５０６の圧縮パラメータを元に画像エンコード部５０３において受信側端末の電波状態に応じたデータレートで画像ストリームが生成される。生成された画像ストリームはデータ変調部５０４で変調を加えられ、パケット化が行われ、無線データ送受信部に送られる。無線データ送受信部では基地局アンテナ５１３を経由して受信側端末に画像データを送信する。
【００３６】
また、基地局５１４に含まれる同様のベースバンド回路５０９〜５１１でも同じように、各接続する受信端末に、その電波状態に応じてデータレートを可変した画像ストリームを生成し、送信する。
【００３７】
このように、本実施形態によれば、電波状態の異なる多数の携帯端末に対し、画像を配信することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、携帯端末の受信状態が悪い場合であっても、良好に動画再生を行うことが可能な携帯端末および画像配信システムを供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる画像配信システムの概要を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる携帯端末を示す図である。
【図３】携帯端末間で画像を送受信するためのプロトコルスタックの構造を示す説明図である
【図４】画像の圧縮率を変更する際の例を示す模式図である
【図５】本発明の一実施形態にかかる基地局を示す図である。
【符号の説明】
１００，１０８，１１１　携帯端末
１０３、１０４　基地局
１０５　基地局間にあるネットワーク網
２００　携帯端末
３００　画像送信側のプロトコルスタック
３０７　基地局内のプロトコルスタック
３１４　画像受信側のプロトコルスタック
５１４　基地局

Claims

他の携帯端末に画像を送信可能な携帯端末であって、
前記他の携帯端末の電波受信状態あるいは前記他の携帯端末と基地局との間のデータレートを示す情報を受信する受信手段と、
前記情報に応じて画像データのデータレートを調整する調整手段と、
前記調整手段により調整した画像データを送信する送信手段と、
を備えていることを特徴とする携帯端末。
前記調整手段は、画像の鮮鋭度または画像サイズまたは一定時間内の画像枚数を調整することにより、画像データのデータレートを調整することを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
前記調整手段は、前記受信手段が情報を受信できないとき、画像データのデータレートを低くするように調整することを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
他の携帯端末に画像を送信可能な携帯端末であって、
前記他の携帯端末の電波受信状態あるいは前記他の携帯端末と基地局との間のデータレートを示す情報を受信する受信手段と、
前記情報に応じて画像データの圧縮率を変更する圧縮手段と、
前記圧縮手段により圧縮された画像データを送信する送信手段と、
を備えていることを特徴とする携帯端末。
第１および第２の携帯端末との間で画像データを送受信する画像配信システムであって、
前記第１の携帯端末から画像データを受信する手段と、
前記第２の携帯端末から前記第２の携帯端末の電波受信状態を示す情報を受信する手段と、
前記情報に応じて前記画像データのデータ量を調整する手段と、
前記データ量を調整した画像データを前記第２の携帯端末に送信する手段と、
を備えていることを特徴とする画像配信システム。
ネットワークを介してパケットデータを送受信しパケットデータから画像ストリームを取り出すパケットデータ送受信部と、取り出した画像ストリームをデコードする画像デコード部と、デコードした画像を蓄積する画像サーバと、携帯端末と無線経由で送受信を行う無線データ送受信部と、携帯端末から受信したデータを復調するデータ復調部と、復調した携帯端末からのデータを元にして画像ストリームの符号量を制御するためのパラメータを生成する符号量制御部と、上記パラメータに基づいて画像ストリームを生成する画像エンコード部と、エンコードした画像データをパケット化し無線送信用に変調するデータ変調部とを備え、携帯端末の電波状態あるいは基地局と受信端末間のデータレートに応じて画像ストリームのデータレートを可変させることを特徴とする画像配信システム。