JP2004096309A - 画像伝送装置、画像伝送方法及びソフトウェアプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コンテンツの各フレーム毎に予め分割された領域に応じてエンハンスメントレイヤのストリーム13を送信するか或いはダミーストリーム14又はパケット無しを選択するストリーム分解部11よりなる構成である。
【選択図】 図4
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は画像伝送装置、画像伝送方法及びソフトウェアプログラムに係り、特にインターネット等の通信網等を介して動画像等の画像情報を配信するための画像伝送装置、画像伝送方法及びソフトウェアプログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
インターネット等の所謂ベストエフォート型ネットワークのよる動画像の配信で問題となるのは、ネットワークの帯域の容量不足等によってパケットロス等が発生し、結果的に配信された情報による再生画質が著しく劣化する場合があることである。この問題を解決するため、実効帯域容量に動的に適応して配信を行う動画像配信技術がある。
【0003】
一例として、動画像コンテンツを複数種類のビットレートでエンコードした上でサーバに蓄積しておき、当該コンテンツ配信時に実効許容レートで伝送可能なビットレートのストリームを動的に選択して配信する技術がある。以下に図1と共に当該技術の概要について説明する。
【0004】
ここで、上記の複数種類のビットレートでエンコードするとは、動画像コンテンツを所定の送信手段によって送信する際のビットレートが所定の複数種類のレートとなるように、予め所定の複数種類のデータ変換率でデータ変換、例えば所定の複数種類の圧縮率でデータ圧縮を施すことを意味する。
【0005】
図中、サーバ・コンピュータ100の送出部110は、ネットワークNWの状況によってクライアント・コンピュータ200が受信可能な実効的な許容送信レートR_effectiveについて、所定の時間間隔毎、例えば10秒間隔で計測している。そして、この検出実効許容レートに従ってストリーム選択スイッチ120により、予めR_effectiveを超えないビットレートでエンコードされたストリームを選択し、これをネットワークNWを介してクライアント・コンピュータ200へと配信する。
【0006】
例えば、上記R_effective=600kbpsのときには、予め500kbpsでエンコードされたストリーム130が選択され、次の瞬間にR_effective=400kbpsに低下したことが検出された場合、これに応じて予め250kbpsでエンコードされたストリーム140が選択される。このようにして予め送信データ容量を制御してパケットロス等の発生を無くすることによって、配信された情報による再生画質の著しい劣化を抑える。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のネットワーク帯域適応配信システムでは、実効許容レートの低下を検出した場合の配信のために予め動画像コンテンツを複数種類のビットレートでエンコードした上で、サーバ・コンピュータに格納しておく。そして、上記の如く、ある時点での検出実効許容レートが600kbpsであり500kbpsでエンコードされたストリームが選択されていたときに、実効許容レートの低下が検出され400kbpsになったとする。このとき1つ下のビットレートでエンコードされたストリームが選択され、250kbpsで配信されることになる。
【0008】
この場合、実際には400kbps−250kbps=150kbps分の送信レート容量の余裕があるにもかかわらず、予めエンコードされたものから選択するため、250kbpsまで下げなければならないことになり、もって配信後の再生画質が、実際のネットワーク状況の悪化の程度以上に大きく劣化してしまうという問題があった。
【0009】
この問題を避けるため、予め400kbps等を含む多種類のビットレートでエンコードしておくことが考えられるが、これには処理能力の高いエンコーダが必要とされたり、或いはそのためにエンコード処理時間の増大を招くこととなってしまい、特に動画像配信においては好ましくない。
【0010】
このような複数種類のビットレートでの配信を効率的に行うための技術として、階層符号化方式が提案されている。この方式はスケーラビリティとも称され、単一の動画像等の情報を夫々単一のストリームにエンコード(符号化)する上記の如くの通常方式と異なり、複数層による階層構造とし、各層毎に独立したストリームとしてエンコードする方式である。ここでは、最も基本的な階層をベースレイヤ、上位の階層のストリームをエンハンスメントレイヤと称している。
【0011】
この階層符号化方式では、ベースレイヤのみでも再生が可能であるが、エンハンスメントレイヤを1層ずつ付加していくことにより、順次品質を向上させた動画像等の情報を提供することができる。この場合の具体的な例を以下の表1に示す。
【0012】
【表1】
この例では、ビットレートとしては先の例と同じ3種類を選択できるものとした。ここで、ベースレイヤとは、64kbpsのビットレートでエンコードしたストリームである。
【0013】
又、エンハンスメントレイヤ#1とは、同じ動画像コンテンツについて、250kbpsでエンコードして得られるストリームをデコード再生して得られる再生画像と、上記64kbpsでエンコードして得られるストリームをデコード再生して得られる再生画像との間の差データをエンコードして得られるストリームである。
【0014】
更に、エンハンスメントレイヤ#2とは、同じ動画像コンテンツについて、500kbpsでエンコードして得られるストリームをデコード再生して得られる再生画像と、上記250kbpsでエンコードして得られるストリームをデコード再生して得られる再生画像との間の差データについてエンコードして得られるストリームである。
【0015】
したがって、ベースレイヤ・ストリームのデコード再生画像データにエンハンスメント#1ストリームのデコード再生画像データを加算することによって、250kbpsでエンコードして得られるストリームのデコード再生画像と同画質の画像が得られる。同様に、ベースレイヤ・ストリームのデコード再生画像データにエンハンスメント#1ストリームのデコード再生画像データ及びエンハンスメント#2ストリームのデコード再生画像データを加算することによって500kbpsでエンコードして得られるストリームのデコード再生画像と同等の画質が得られることになる。
【0016】
この階層符号化方式によれば、上記ベースレイヤ、エンハンスメントレイヤ#1、#2の各ストリームのうち、ベースレイヤのストリームは図1の例の場合の64kbpsでエンコードされたストリームと同容量であるが、他のエンハンスメントレイヤ#1、#2の夫々のストリームについては上記の如く「差データ」であるため、夫々250kbpsでエンコードしたストリーム、500kbpsでエンコードしたストリームに比して、そのデータ容量を明らかに削減可能である。従って、この階層符号化方式によればサーバでのディスク容量削減や、同報配信時のネットワーク帯域利用効率の向上を図れる。しかしながら、選択可能なビットレートの種類を増やすためには上記エンハンスメントレイヤの種類を増やす必要があり、上記同様の問題が生ずることになる。
【0017】
又上記従来のネットワーク帯域適応配信システムでは、上述の如く、実効許容レートの低下を検出し、低いレートでの配信が選択された場合であっても画面が崩れる等の著しい劣化は防止可能である。しかしながら、この方式では、低レート配信の結果、モスキートノイズやブロック歪みといった符号化に起因する劣化が画面全体に均一生じるため、画面中の特にユーザにとって重要な部分の画質も他のあまり重要でない部分同様に劣化してしまう。その様な場合、結果的に当該ユーザの視聴に耐えないものとなってしまうおそれがある。
【0018】
このような問題の解決のため、重要と考えられる特定の領域のみ画質を維持し、その分、それ以外の領域の劣化を相対的に大きくする手法にて、トータル的に低いレートでエンコードをしておくことが考えられる。この点に関し、特開平7−288806号公報では、画像を圧縮して伝送するにあたり、許容伝送量に応じて画像各部の解像度を自動決定し、詳しく見たい部分の解像度を指定可能とした動画像通信システムが開示されている。
【0019】
当該公報開示技術では、同公報の図1、図2等に示されている如く、動画提供者と受信者との1対1のリアルタイム通信を想定しており、送信の際にカメラ等にてリアルタイムに画像を取り込み、受信者の指示に従って領域毎に異なった解像度で画像圧縮を行う構成である。しかしながらこのシステムでは、送信側通信部にて生成する画像データは1受信者専用のものであり、仮に同システムにて多数の受信者に対して同じ動画像を配信することを想定した場合、受信者毎に高解像度にしたい画像領域が異なるため、受信者毎に少なくとも送信側通信部を設ける必要があり、システム構成が複雑化してしまう。又、当該システムでは受信者からの指示を受信するまでは高解像度とすべき画像領域が確定出来ずに画像圧縮処理が実施不可の為、予め圧縮しておくことが出来ず、オン・デマンド配信には適さない。
【0020】
本発明は上記問題点に鑑み、比較的簡易な構成にてネットワークの実効伝送レートに応じた細かな画質調整が可能な画像伝送式を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明では、所定の動画像データから得られる基本となるベースレイヤのデータストリームと、当該ベースレイヤの動画像データに対して付加することによって画質を向上し得るエンハンスメントレイヤのデータストリームとから所定の伝送路を介して配信すべき動画像データコンテンツを生成する際、当該動画像データを複数の領域に分割し、所定の単位時間毎に前記所定の伝送路の実効許容送信レートの範囲内で上記エンハンスメントレイヤのストリームを送信可能な上記複数の領域のうちの所定の領域についてエンハンスメントレイヤのストリームとベースレイヤとの両方のストリームを送信する構成とした。
【0022】
当該構成では、コンテンツは予めベースレイヤトエンハンスメントレイヤの最低2層分のデータストリームを作成しておき、コンテンツ配信時の実効許容送信レートの範囲内でエンハンスメントレイヤのデータストリームを伝送可能な領域の組み合わせについて、ベースレイヤのデータストリームに加えてエンハンスメントレイヤのデータストリームを送信する。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態では、予め画面内をいくつかの細かい領域に分割し、検出された伝送路の実効伝送レートで伝送可能な領域のみを選択することにより、1つのストリームにて、より細かく実効許容レートに適応可能とする。又、実施の形態のバリエーションとして、この領域選択をユーザが行うことが出来るようにすることにより、ユーザの嗜好に適した画質での伝送を可能とするものである。
【0024】
以下に図2と共に、本発明の実施例の概略の構成について説明する。
【0025】
本発明の実施例では、予めビデオテープレコーダやビデオカメラ等のビデオソース31から得られた動画像データを、エンコーダ32を用いて圧縮し、ビデオストリームを作成する。このとき作成されるビデオストリームについては、予め画面内に存在する物体等の領域に関する情報を利用して領域毎に分割して圧縮ストリームを構成する等の操作は特に必要としない。又、ビデオストリームの作成には上記階層符号化方式を用いるが、このとき、必ずしもエンハンスメントレイヤを多数層分作成する必要は無く、1階層分のみでよい。但し、本発明の各実施例では、エンハンスメントレイヤはフレーム内相関のみを利用してエンコードされたものとする。
【0026】
このビデオストリームをサーバSに登録する際、領域(分割)情報提供部35によって提供される領域(分割)情報を基に、エンハンスメントレイヤ・ストリームの連続送信可能な最低単位、即ちパケットに分割しながら行なう。領域分割情報提供部35による領域分割情報の提供方法としては、例えばビデオストリームの再生中にユーザによって再生画面上においてマウス等で領域を指示する手動入力方式、人の顔やキャプション等を画像処理により抽出する自動判定方式等が考えらる。
【0027】
又、上記パケット分割の具体的な方式は使用する圧縮方式によって異なるが基本的には図3に示す如く、各領域の境界が分割パケットの境界になるように行うものとする。即ち図3の例では、まず同図(a)に示す如く画面をA1,A2,A3の3つの領域に分割し、これら分割領域の境界が分割パケットの境界と重なるようにしてパケット分割を行なう。同図(b)はそのようにして得られた分割パケットの例である。同図では、上記領域A1はパケット2,4よりなり、領域A2はパケット6,8よりなり、領域A3はパケット1,1,3,3,5,5,5,7,7,9,9よりなる。よって、各領域間の境界はパケット間の境界と完全に重なっている。
【0028】
このようにパケット毎に分割されたストリームをサーバSに、通常ストリーム12,13として登録する。ここで、通常ストリーム12として登録されるストリームは上述のベースレイヤのデータであり、通常ストリーム13として登録されるストリームは同エンハンスメントレイヤ(この場合一層のみ)のデータである。更に、登録する際に、後述する、領域とパケットとの対応情報を持つ領域テーブル16、及び同じく後述する、領域と実効伝送レートとの対応情報を持つレートテーブル17を作成し、これらのテーブルも同時に登録する。
【0029】
他方、当該登録ストリームのクライアントCへの配信時には、送出部20はクライアントCからの受信実績による実効許容受信レートのフィードバックを受ける等の方法により、実効許容伝送レートR_Effectiveを検出する。又、領域決定部19は、上記レートテーブル17に基づき、送出部20で検出した実効許容レートR_Effectiveの伝送容量範囲内で配信可能な0個又は1個以上の領域を選ぶ。この場合に配信可能領域が0個となるのは、実効許容レートR_Effeectiveの容量範囲内で伝送可能な領域が存在しない場合である。
【0030】
又、パケット選択部18では領域テーブル16を用いて選ばれた領域を構成するパケットを判断する。ここで選ばれた領域を構成するパケットの各々について、パケット選択スイッチ15によって通常ストリーム13のパケットが送出部20に送られる。他方ここで選ばれなかった領域を構成するパケットについては、パケット選択スイッチ15によってダミーストリームのパケットが送出され、若しくはパケット無しとして、何も送出されない。
【0031】
ここでダミーストリームとは画面の情報を持たないストリームであり、情報量が極めて小さいものである。例えばMPEG−4方式であればすべてスキップマクロブロックで構成することにより実現され、ビデオパケットヘッダのみで構成出来るものである。このダミーストリームが選択された領域については、ベースレイヤ(通常ストリーム12)の画面がそのまま出力されることになる。又、シンタックス上、画面情報を送出しない場合にダミーを必要としない符号化方式の場合、上記選択されない領域については該当するパケットを送出しないということも出来る。これの場合は上記「パケット無し」が選択される。
【0032】
次に、図4に示す第2実施例では、領域選択に対してユーザである視聴者からのフィードバックを利用する構成を有する。この場合、予め複数種類の領域分割態様を用意しておき、視聴者の指示によって選択された領域分割態様と検出R_effectiveとから、パケット選択スイッチ15にて、配信するストリームを選択する。
【0033】
図5は、上記図4における、複数種類の領域分割態様を用意した場合のパケット分割の態様を示す。この場合、同図(a)の領域分割態様1では、領域A1とそれ以外の部分とに分割され、他方同図(b)の領域分割態様2では、領域A2とそれ以外の部分に分割されるものとする。ここで、これら2種類の領域分割態様を合成すると、同図(c)に示す如く、領域A1、A2と、それ以外の部分とに分割されることになる。同図に示す如く、合成した結果領域A1,A2に重なる部分がある場合、この重複部分にも対応するように、パケット分割が行なわれるものとする(図示の例の場合パケット7が該当するパケットである)。
【0034】
この図5(c)に示す合成領域分割態様における分割領域間の境界に従って上述の如くパケット分割を行なった結果、同図(d)に示す如くの分割パケットが得られる。この場合領域A1に対応するパケットはパケット2,4,7,8であり、領域A2に対応するパケットはパケット6,7,10,12となる。図5の例は領域分割態様が2種類の場合の例であったが、この例に限られず、3種類以上の分割であっても上記同様に分割領域の合成結果に対応するようにパケット分割が行なわれるものとする。
【0035】
このようにして1つのコンテンツに対して複数種類の領域分割態様を用意しておき、配信時には視聴者が選択した領域選択情報番号をクライアントからサーバに送り、選択された領域選択情報番号で指定される領域分割態様に対応して準備されたテーブル16,17の項目(エントリ)を用いて図2の実施例における説明と同様の方法にて配信を行う。
【0036】
以下に、更に詳細に本発明の各実施例について説明する。
【0037】
まず、上記領域とパケットとの対応情報を格納する領域テーブル16は。動画像のフレーム毎に領域番号とパケット番号pnoとを対応付ける構成とされる。即ち、あるフレームのパケット分割が例えば図3に示すようなものであった場合、当該テーブル16に格納される値は以下の表2に示す如くの値となる。
【0038】
【表2】
ここで領域の位置や分割態様は領域分割情報提供部35からの情報に応じてフレーム毎に逐次変化することが考えられ、もって、特に動画像における対象物(例えばサッカー中継画面における個々の選手の画像等)の動きが激しい場合等では、当該テーブル16にはフレーム毎に異なる値が格納される場合がある。
【0039】
上記ストリームのパケット分割に関して周知のMPEG4の技術を適用した場合を例にとって以下に説明する。MPEG4ではストリームにおいて各ピクチャの開始点にはユニークワード0x000001B6が挿入されているため、容易にピクチャ先頭を検出することができる。しかしマクロブロックの先頭にはこのようなユニークワードは無いため、ピクチャ先頭の情報から通常のビットストリーム解析を行う必要がある。そのためビットストリームシンタックスの解析を行い、一度1ピクチャ分の全マクロブロックにつき、それらの情報を一旦符号化モード、動きベクトル、量子化器、DCT係数の夫々の情報に戻す。MPEG4では連続送信可能な最低単位はビデオパケットと呼ばれる単位であるため、このデータによって例えば図3による分割態様に従ってビデオパケットのヘッダを挿入しながら各マクロブロックの情報を再度ビットストリームに変換することにより、所望のパケット分割が施されたストリームを得ることが出来る。
【0040】
又、所謂VBR(Variable Bit Rate)でエンコードされている場合、ビットレートは時刻と共に変化するため、レートテーブル17もフレーム毎に用意する必要がある。ここで、ある時刻に図3における各領域のみについて取り出したエンハンスメントレイヤのストリームのビットレートが下記のとおりであったとする。
【0041】
領域A1のビットレートR_A[1] = 128(kbps)
領域A2のビットレートR_A[2] = 64(kbps)
領域A3のビットレートR_A[3] = 64(kbps)
又、ベースレイヤのストリームのビットレートを64kbpsとする。
【0042】
このとき、当該時刻に該当するフレーム番号のレートテーブル(17)T_R(frameno,R_effective)は以下の表3に示す内容となる。
【0043】
【表3】
このテーブルは各領域の優先度がA1>A2>A3であることも示している。この優先度が異なる場合はレートテーブルの内容も異なることとなる。上記表3の内容は、上記各領域毎の所要ビットレートに応じて、以下のようにして決められる。
【0044】
インターネット等の伝送路の検出実効許容伝送レートからベースレイヤのストリーム分のビットレートである64kbpsを差し引いたR_effectiveが256kbps以上の場合、A1,A2,A3の全ての領域についてベースレイヤに加えてエンハンスメントレイヤのストリームも配信することが可能となる。これは、上記各領域A1、A2、A3のエンハンスメントレイヤの所要ビットレートの合計が256kbpsであり、上記検出許容ビットレート(256kbps以上)の範囲内に収まるからである。
【0045】
同様の理由から、同ベースレイヤ分を差し引いたR_effectiveが192乃至256kbpsの範囲であれば、A1,A2の領域についてはベースレイヤに加えてエンハンスメントレイヤのストリームも配信可能であるが、他方領域A3についてはベースレイヤのストリームのみ配信することが可能である。これは、上記各領域A1、A2のエンハンスメントレイヤの所要ビットレートの合計が192kbpsであり、上記検出許容ビットレート(192kbps以上)の範囲内に収まるからである。
【0046】
又、同ベースレイヤ分を差し引いたR_effectiveが128乃至192kbpsの範囲であれば、A1の領域についてのみベースレイヤに加えてエンハンスメントレイヤのストリームも配信可能であるが、他方領域A2,A3についてはベースレイヤのストリームのみ配信可能である。これは、上記各領域A1のエンハンスメントレイヤの所要ビットレートの合計が128kbpsであり、上記検出許容ビットレート(128kbps以上)の範囲内に収まるからである。
【0047】
更に同R_effectiveが128kbps未満の際は、全ての領域についてベースレイヤのストリームのみ配信可能である。これは、検出ビットレートが最も優先順位の高い領域A1のエンハンスメントレイヤの所要ビットレート128kbpsに満たないからである。
【0048】
以下、図6と共に、本発明の図2に示す第1実施例による画像伝送方式の処理手順について説明する。尚、同図ではエンハンスメントレイヤ・ストリームの送信手順について示しているが、ベースレイヤ・ストリームは全てパケットについて配信されるものとする。
【0049】
即ち、先ず配信すべき動画像の最初のフレームについて(ステップS1),ステップS2にて「領域リスト」を作成する。この領域リストは以下の通りに作成する。即ち、まず、現在の検出実効許容ビットレートから、当該フレームに関する表3の如くのレートテーブル17を参照し、当該検出実効許容レートの範囲内でエンハンスメントレイヤ・ストリームが配信可能な領域を決定する。次に、当該フレームに関する表2の如くの領域テーブル16を参照し、上記の如くに決定された、エンハンスメントレイヤ・ストリームが配信可能な領域T_Aを構成するパケット番号pnoを抽出し、当該抽出されたパケット番号のリストを「領域リストAL」とする。
【0050】
次に、当該フレームの最初のビデオパケットについて(ステップS3)、当該パケット番号が上記領域リストALに含まれているか否かを判定する(ステップS4)。その結果含まれていなければ、当該パケットとして上記ダミーパケットを送信するか或いは何も送信しない(ステップS6)。ステップS4の結果、領域リストALに含まれいれば(Yes)、当該パケットとして該当するエンハンスメントレイヤのデータを送信する(ステップS5)。
【0051】
同様の処理を当該フレームを構成する全てのパケットについて繰り返し(ステップS4乃至S8のループ)、それが終了すると(ステップS7のYes)、次のフレームの処理に移行し(ステップS9)、各フレーム毎に上記処理を繰り返す(ステップS2乃至S10)。
【0052】
次に、図4に示す、本発明の第2実施例について詳細に説明する。
【0053】
本実施例では、ユーザである視聴者からの指示に従って予め準備されている複数の領域分割態様から所定のものを選択し、その領域分割態様に従って配信を行う。この場合の領域、パケット分割例については図5と共に上述した通りである。又、この場合の、あるフレームにおける各領域当たりの所要のビットレート例を以下に示す。
【0054】
領域分割1の場合
領域A1のビットレート:64(kbps)
A1以外の領域のビットレート:192(kbps)
領域分割2の場合
領域A1のビットレート:128(kbps)
A1以外の領域のビットレート:128(kbps)
ここでは、本実施例により、視聴者の嗜好に応じて、同じ動画像について異なる表示方法を選択する場合の例について説明する。
【0055】
図4において、クライアント・コンピュータCでは、例えばサッカーなどの試合中継画面を例に取ると、予め視聴者に対して例えば図7に示す如くのメニューを提示することにより選択可能とする。当該メニュー内容はコンテンツ選択時にサーバ・コンピュータSからクライアント・コンピュータCに送信されるものとする。
【0056】
図7の場合、メニュー上の番号が上記領域分割情報番号に相当する。この例では、領域分割情報1を選択した場合、画面中のAチームの選手が映っている領域について特に高画質で表示する態様が設定され、他方領域分割情報2が選択された場合にはBチームの選手が映っている領域について特に高画質で表示する態様が設定される。
【0057】
配信に使用される領域テーブル16として、上記第1実施例の場合に比して、更に他のパラメタが追加される。ここでは、当該追加パラメタをT_A(divno,pno) とし、あるフレームについて、図5に対応して、例えば以下の表4の如くに構成するものとする。ここで上記divnoは領域分割情報番号を示す。
【0058】
【表4】
尚、表4において、「領域番号T_A」としては以下の値が設定される。
【0059】
領域分割1(divno=1)の場合
領域A1:1
A1以外の領域:2
領域分割2(divno=2)の場合
領域A2:1
A2以外:2
またレートテーブル17についても、パラメタとして上記領域分割情報番号divnoを追加してT_R(divno,frameno,R_effective)とし、同じく図5に対応して例えば以下の表5の如くに構成する。
【0060】
ここで、R_effectiveは、ベースレイヤのストリームのビットレートである64kbpsを、検出された実効許容伝送レートから差し引いたものとする。
【0061】
【表5】
尚、この例では領域領域分割番号として“1”が選ばれた場合にはR_effectiveが256〜64kbpsのときに、当該領域分割情報番号設定時の領域番号1すなわち図5のA1の部分のみ選択され、Aチームの選手の部分が鮮明に見えるようになる。他方、領域領域分割情報番号として“2”が選ばれた場合には、R_effectiveが256〜128kbpsのときに、当該領域分割情報番号設定時の領域番号1すなわち図5のA2の部分のみ選択され、Bチームの選手が鮮明に見えるようになる。
【0062】
以下、図8と共に、上記本発明の第2実施例による画像伝送方式の処理手順について説明する。尚、第2実施例同様、同図ではエンハンスメントレイヤ・ストリームの送信手順について示しているが、ベースレイヤについては全てパケットについてベースレイヤ・ストリームが配信されるものとする。
【0063】
即ち、先ず配信すべき動画像の最初のフレームについて(ステップS1),視聴者の選択による領域分割情報を受信する(ステップS11)。そして、ステップS2にて当該フレームに関する「領域リスト」を作成する。この領域リストは以下の通りに作成する。
【0064】
即ち、まず、現在の検出実効許容ビットレートから、当該フレームに関する表5の如くのレートテーブル17のうちの、上記ステップS11にて得られた領域分割情報の番号(divno)の範囲について参照し、当該検出実効許容レートの範囲内でエンハンスメントレイヤ・ストリームが配信可能な領域を決定する。次に、当該フレームに関する表4の如くの領域テーブル16のうちの、上記ステップS11にて得られた領域分割情報の番号(divno)の範囲について参照し、上記の如くに決定され、たエンハンスメントレイヤ・ストリームが配信可能な領域T_Aを構成するパケット番号pnoを抽出し、当該抽出されたパケット番号のリストを「領域リストAL」とする。
【0065】
次に、当該フレームの最初のビデオパケットについて(ステップS3)、当該パケット番号が上記領域リストALに含まれているか否かを判定する(ステップS4)。その結果含まれていなければ、当該パケットとして上記ダミーパケットを送信するか或いは何も送信しない(ステップS6)。ステップS4の結果、領域リストALに含まれいれば(Yes)、当該パケットとして該当するエンハンスメントレイヤのデータを送信する(ステップS5)。
【0066】
同様の処理を当該フレームを構成する全てのパケットについて繰り返し(ステップS4乃至S8のループ)、それが終了すると(ステップS7のYes)、次のフレームの処理に移行し(ステップS9)、各フレーム毎に上記処理を繰り返す(ステップS2乃至S10)。
【0067】
これら各実施例等で実現される本発明によれば、最低ベースレイヤとエンハンスメントレイヤの2階層のみで多数の中間の送信ビットレートの選択が可能となる。即ち、表3の例では4段階の送信ビットレートの選択が可能であり、表5の例では各領域分割態様のついて3段階の送信ビットレートの選択が可能となる。そのため、エンコード処理負荷を削減しながら実効許容ビットレートに即して細かく配信ビットレートを調整可能である。従って、常に現状の実効許容レートに即した、より最良に近い画質での配信が可能となる。
【0068】
又、1度のエンコードによって得られるパケットの組み合わせによって柔軟に配信ビットレートと特定の画像領域毎の画質との関係を制御可能であるため、再生画像に対するユーザの希望に即した態様での画像配信が可能となる。
【0069】
尚、本発明の実施例に適用可能な上記の「階層符号化技術(スケーラビリティ)」としては、例えばMPEG2に採用されたものとして、夫々公知の、▲1▼画面上の空間解像度に関する空間スケーラビリティ、▲2▼フレームレートに関する時間スケーラビリティ、▲3▼送信データを生成する際のデータ圧縮率に関するSNRスケーラビリティ等がある。このうち、上記各実施例の説明は、▲3▼SNRスケーラビヒティ技術を主に想定した説明となっている。この場合のデータ圧縮率は、例えば画像圧縮の過程で行なわれる量子化処理における量子化ステップサイズの大小によって決定され得る。
【0070】
本発明は以下の付記に記載の構成を含む。
【0071】
(付記1)
所定の動画像データから得られる基本となるベースレイヤのデータストリームと、当該ベースレイヤの動画像データに対して付加することによって画質を向上し得るエンハンスメントレイヤのデータストリームとから所定の伝送路を介して配信すべき動画像データコンテンツを生成するデータ伝送装置であって、
当該所定の動画像データを複数の領域に分割する分割手段と、
所定の単位時間毎に前記所定の伝送路の実効許容送信レートの範囲内で上記エンハンスメントレイヤのストリームを送信可能な上記複数の領域のうちの所定の領域についてエンハンスメントレイヤとベースレイヤとの両方のストリームを送信する送信レイヤ決定手段とよりなるデータ伝送装置。
【0072】
(付記2)
所定の動画像データから得られる基本となるベースレイヤのデータストリームと、当該ベースレイヤの動画像データに対して付加することによって画質を向上し得るエンハンスメントレイヤのデータストリームとから所定の伝送路を介して配信すべき動画像データコンテンツを生成するデータ伝送装置であって、
当該所定の動画像データを複数の領域に分割する分割手段と、
エンハンスメントレイヤのストリームについて、所定の単位時間毎に前記所定の伝送路の実効許容送信レートの範囲内で上記エンハンスメントレイヤのストリームを送信可能な上記複数の領域のうちの所定の領域についてエンハンスメントレイヤのストリームを送信し、他の領域についてはダミーデータを送信するか或いは配信を停止するエンハンスメントレイヤ決定手段とよりなるデータ伝送装置。
【0073】
(付記3)
前記複数の領域の各領域は所定の優先順位を有し、前記送信レイヤ決定手段は前記所定の単位時間毎に上記優先順位に従ってベースレイヤとエンハンスメントレイヤとの両方のストリームを送信する領域を選択する構成の付記1又は2に記載のデータ伝送装置。
【0074】
(付記4)
前記送信レイヤ決定手段は、予め前記複数の領域のうちから所定の順序で順次各領域を選択していった場合の夫々の場合のエンハンスメントレイヤのストリーム送信のための合計所要送信レートを算出しておき、前記複数の領域のうちから所定の順序で順次各領域を選択していった場合の夫々の場合のうち、前記所定の単位時間毎に前記所定の伝送路の実効許容送信レートの範囲内で最大合計所要送信レートとなる場合の選択領域の各々についてエンハンスメントレイヤのストリームを送信する付記1乃至3のうちのいずれかに記載のデータ伝送装置。
【0075】
(付記5)
前記分割手段は、所定の動画像データについて、選択可能に複数種類設けた領域分割態様の各々について複数の領域に分割する構成の付記1乃至4にうちのいずれかに記載のデータ伝送装置。
【0076】
(付記6)
前記分割手段による分割領域の各々に対応させてエンハンスメントレイヤのストリームの連続送信可能な最低データ単位の各々を設定する構成の付記1乃至5のうちのいずれかに記載のデータ伝送装置。
【0077】
(付記7)
所定の動画像データから得られる基本となるベースレイヤのデータストリームと、当該ベースレイヤの動画像データに対して付加することによって画質を向上し得るエンハンスメントレイヤのデータストリームとから所定の伝送路を介して配信すべき動画像データコンテンツを生成するためのデータ伝送方法であって、
当該所定の動画像データを複数の領域に分割する分割段階と、
所定の単位時間毎に前記所定の伝送路の実効許容送信レートの範囲内で上記エンハンスメントレイヤのストリームを送信可能な上記複数の領域のうちの所定の領域についてエンハンスメントレイヤとベースレイヤとの両方のストリームを送信する送信レイヤ決定段階とよりなるデータ伝送方法。
【0078】
(付記8)
所定の動画像データから得られる基本となるベースレイヤのデータストリームと、当該ベースレイヤの動画像データに対して付加することによって画質を向上し得るエンハンスメントレイヤのデータストリームとから所定の伝送路を介して配信すべき動画像データコンテンツを生成するためのデータ伝送方法であって、
当該所定の動画像データを複数の領域に分割する分割段階と、
エンハンスメントレイヤのストリームについて、所定の単位時間毎に前記所定の伝送路の実効許容送信レートの範囲内で上記エンハンスメントレイヤのストリームを送信可能な上記複数の領域のうちの所定の領域についてエンハンスメントレイヤのストリームを送信し、他の領域についてはダミーデータを送信するか或いは配信を停止するエンハンスメントレイヤ決定段階とよりなるデータ伝送方法。
【0079】
(付記9)
前記複数の領域の各領域は所定の優先順位を有し、前記送信レイヤ決定段階では前記所定の単位時間毎に上記優先順位に従ってベースレイヤとエンハンスメントレイヤとの両方のストリームを送信する領域を選択する構成の付記7又は8に記載のデータ伝送方法。
【0080】
(付記10)
前記送信レイヤ決定段階では、予め前記複数の領域のうちから所定の順序で順次各領域を選択していった場合の夫々の場合のエンハンスメントレイヤのストリーム送信のための合計所要送信レートを算出しておき、前記前記複数の領域のうちから所定の順序で順次各領域を選択していった場合の夫々の場合のうち、前記所定の単位時間毎に、前記所定の伝送路の実効許容送信レートの範囲内で最大合計所要送信レートとなる場合の選択領域の各々についてエンハンスメントレイヤのストリームを送信する付記7乃至9のうちのいずれかに記載のデータ伝送方法。
【0081】
(付記11)
前記分割段階では、所定の動画像データについて、選択可能に設けた複数種類の領域分割態様の各々について複数の領域に分割する構成の付記7乃至10にうちのいずれかに記載のデータ伝送方法。
【0082】
(付記12)
前記分割段階での分割領域の各々に対応させてエンハンスメントレイヤのストリームの連続送信可能な最低データ単位の各々を設定する構成の付記7乃至11のうちのいずれかに記載のデータ伝送方法。
【0083】
(付記13)
前記付記7乃至12のうちのいずれかに記載のデータ伝送方法をコンピュータに実行させるためのソフトウェアプログラム。
【0084】
【発明の効果】
本発明では、配信すべきコンテンツは予めベースレイヤトエンハンスメントレイヤの最低2層分のデータストリームを作成しておき、コンテンツ配信時の実効許容送信レートの範囲内でエンハンスメントレイヤのデータストリームを送信可能な最大限度の領域の組み合わせについてエンハンスメントレイヤのデータストリームをベースレイヤのデータストリームに加えて送信する。そのため、コンテンツ毎に準備すべき階層符号化方式による最低層数は2層であるにもかかわらず、配信時点の実効許容送信レートに応じて、エンハンスメントレイヤのストリームを送信する領域の選択によって様々な送信レートで当該コンテンツを配信可能である。したがって、配信時点の実効許容送信レートに応じ細かく対応して様々な態様の送信データの生成が可能である。もって、比較的簡易な構成にて、伝送路の状態に応じた配信内容の細かな動的適応が可能であり、且つ、階層符号化方式の適用によって伝送路の効率的利用が可能なデータ伝送方式を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の一例の動的帯域適応配信技術を説明するための図である。
【図2】本発明の第1実施例によるデータ伝送システムの概略ブロック図である。
【図3】本発明の第1実施例による領域分割とパケット割り当てについて説明するための図である。
【図4】本発明の第2実施例によるデータ伝送システムの概略ブロック図である。
【図5】本発明の第2実施例による領域分割とパケット割り当てについて説明するための図である。
【図6】本発明の第1実施例によるデータ伝送方法の概略動作フローチャートである。
【図7】本発明の第2実施例におけるクライアント・コンピュータに表示するメニュー画面の一例を説明するための図である。
【図8】本発明の第2実施例によるデータ伝送方法の概略動作フローチャートである。
【符号の説明】
31 ビデオリソース
33 エンハンスメントレイヤ・ストリーム格納部
34 ベースレイヤ・ストリーム格納部
11 ストリーム分解部
12 通常ストリーム(ベースレイヤ)送出部
13 通常ストリーム(エンハンスメントレイヤ)送出部
14 ダミーストリーム送出部
15 パケット選択スイッチ
16 領域テーブル格納部
17 レートテーブル格納部
18 パケット選択部
19 領域決定部
20 送信部
Claims (5)
- 所定の動画像データから得られる基本となるベースレイヤのデータストリームと、当該ベースレイヤの動画像データに対して付加することによって画質を向上し得るエンハンスメントレイヤのデータストリームとを利用して所定の伝送路を介して配信すべき動画像データコンテンツを生成するデータ伝送装置であって、
当該所定の動画像データを複数の領域に分割する分割手段と、
所定の単位時間毎に前記所定の伝送路の実効許容送信レートの範囲内で上記エンハンスメントレイヤのストリームを送信可能な上記複数の領域のうちの所定の領域についてエンハンスメントレイヤとベースレイヤとの両方のストリームを送信する送信レイヤ決定手段とよりなるデータ伝送装置。 - 前記複数の領域の各領域は所定の優先順位を有し、前記送信レイヤ決定手段は前記所定の単位時間毎に上記優先順位に従ってベースレイヤとエンハンスメントレイヤとの両方のストリームを送信する領域を選択する構成の請求項1に記載のデータ伝送装置。
- 前記分割手段は、所定の動画像データについて、選択可能に複数種類設けた領域分割態様の各々について複数の領域に分割する構成の請求項1又は2に記載のデータ伝送装置。
- 所定の動画像データから得られる基本となるベースレイヤのデータストリームと、当該ベースレイヤの動画像データに対して付加することによって画質を向上し得るエンハンスメントレイヤのデータストリームとを利用して所定の伝送路を介して配信すべき動画像データコンテンツを生成するためのデータ伝送方法であって、
当該所定の動画像データを複数の領域に分割する分割段階と、
所定の単位時間毎に前記所定の伝送路の実効許容送信レートの範囲内で上記エンハンスメントレイヤのストリームを送信可能な上記複数の領域のうちの所定の領域についてエンハンスメントレイヤとベースレイヤとの両方のストリームを送信する送信レイヤ決定段階とよりなるデータ伝送方法。 - 請求項4に記載のデータ伝送方法をコンピュータに実行させるためのソフトウェアプログラム。
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