JP2006319463A - パケット伝送方法及びパケット受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ケット通信網では一般に、パケット欠落がバースト的に発生し、近接する複数のパケットをまとめて欠落する可能性が高いため、音声パケットを２重化して伝送しても両方とも欠落してしまい、音声が乱れる問題があった。
【解決手段】重化した音声パケット３と音声パケット４の一方を時間的にずらして伝送することにより、２重化したパケットの両方を欠落する可能性が減る。このため受信装置２Ａおいて、２重化したパケットの一方に欠落が発生した場合に他方のパケットを用いることで音とびを回避できる可能性が高まる。
【選択図】図１

Description

本発明は、インターネット等の通信網を介し、パケット化された映像データや音声データを伝送するパケット伝送方法、及びこの伝送方法に使用するパケット受信装置に関するものである。

従来、この種のパケット伝送方法としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがあった。図３は特許文献１に記載された従来のパケット伝送方法の概略を示している。

図３において、送信側のエンコーダより出力された映像データを含むパケットＶ１、Ｖ２、Ｖ５、Ｖ７と音声データを含むパケットＡ１、Ａ２は、それぞれ複製して２重化され、更にパケットは２つに分割され（たとえばパケットＡ１はＡ１ａとＡ１ｂに分割）、通信網を介しＲＴＰに従って送信される。一方、受信側では分割されたパケットが取り出され、元のパケットに再現された後にデコーダに入力される。

上記従来の伝送方法において、通信網で音声パケットが欠落しても、Ａ１パケットに示すように、分割されたパケットのうちの一部が欠落した場合には、２重化された欠落がないパケットを用い、またＡ２に示すように分割されたパケットのうち中の２つのパケットに欠落が生じた場合には、前半の半分と後半の半分を結合することによりパケットを再現することが可能となる。

このように、パケットを複製して２重化し、また分割したパケットのうち欠落がないパケットのデータを用いることにより、パケット欠落に起因する音声の途切れを気にならない程度に抑制できる。
特開２００４−３２２２５号公報

しかしながら、パケット通信網では、一般にパケット欠落はバースト的に発生し、近接する複数のパケットをまとめて欠落する可能性が高い。前記従来の方法では２重化した音声パケットを隣接して伝送しているため、２重化した音声パケットを両方とも欠落する恐れがある。そのため、音とびが発生する可能性が少なからず残ってしまうという問題があった。

そこで本発明の目的は、音とびをできるだけ起こさないようなパケット伝送方法及びそれに用いるパケット受信装置を提供することにある。

上記従来の課題を解決するため、本発明の第１のパケット伝送方法は、音声データ及び映像データのいずれかを含む第１のパケットと、前記第１のパケットを複製し、かつ前記第１のパケットに対して時間差を与えた第２のパケットを送信する第１のステップと、 前記第１及び第２のパケットを受信した後データの欠落を判定し、データ欠落のないパケットを選択する第２のステップとを含むことを特徴とする。

上記第１のパケット伝送方法において、前記第２のステップで、受信した前記第１及び第２のパケットを一時記憶するようにしてもよい。また前記第１及び第２のパケットは音声データを含むパケットであることが好ましい。

また上記本発明の第１のパケット伝送方法を実現するパケット受信装置は、音声データ及び映像データのいずれかを含む第１のパケットと、前記第１のパケットを複製し、かつ前記第１のパケットに対して時間差を与えた第２のパケットを受信する受信手段と、前記受信手段が受信した前記第１及び第２のパケットを一時記憶する第１及び第２のバッファと、前記第１及び第２のバッファに一時記憶された前記第１及び第２のパケットのデータの欠落を判定し、データ欠落のないパケットを選択する選択手段と、前記選択手段で選択されたパケットに含まれるデータをデコードするデコード手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の第２のパケット伝送方法は、音声データ及び映像データのいずれかを含む第１のパケットと、前記第１のパケットの音声データ又は映像データに対応した映像データ又は音声データを含み、かつ前記第１のパケットに対して時間差を与えた第２のパケットを送信する第１のステップと、前記第１及び第２のパケットを受信した後前記第１のパケットのデータの欠落を判定し、データ欠落がある場合、そのパケットの再送を要求する第２のステップと、前記再送を要求されたパケットを送信する第３のステップとを含むことを特徴とする。

上記本発明の第２のパケット伝送方法において、前記第２のステップで、受信した前記第１及び第２のパケットを一時記憶するようにしてもよい。また前記第１のパケットは音声データを含むパケットであることが好ましい。

また上記本発明の第２のパケット伝送方法を実現するパケット受信装置は、音声データ及び映像データのいずれかを含む第１のパケットと、前記第１のパケットの音声データ又は映像データに対応した映像データ又は音声データを含み、かつ前記第１のパケットに対し時間差を与えた第２のパケットとを受信し、ならびに前記第１のパケットのデータ欠落を判定し、データ欠落がある場合、そのパケットの再送を要求する受信手段と、前記受信手段で受信した前記第１及び第２のパケットを一時記憶する第１及び第２のバッファと、前記第１及び第２のバッファに一時記憶されたパケットに含まれる音声データ又は映像データをデコードするデコード手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の第１のパケット伝送方法によれば、音声パケットが欠落する確率を抑えることが可能であるので、音とびをさらに抑制することができる。
また、本発明の第２のパケット伝送方法によれば、音声パケットを２重化せずパケット再送技術を用いることによって、帯域の増加を抑えながら音とびを抑制することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

≪実施の形態１≫
図１は本発明の実施の形態１におけるパケット伝送方法を実現する送信装置及び受信装置の構成図である。

図１において、送信装置１Ａはインターネット等の通信網を介して受信装置２Ａに音声データ及び映像データを含むパケットを伝送する。受信装置２Ａは、送信装置１Ａから送られてきたパケットを受信する受信手段２０と、受信手段２０で受信したパケットを一時記憶するバッファ２１、２２及び２３と、バッファ２１、２２からのパケットのいずれかを選択してデコード手段２５に入力する選択手段２４、ならびにパケットに含まれる音声データ及び映像データをデコードするデコード手段２５で構成されている。

以下、上記構成の送信装置１Ａ及び受信装置２Ａの動作を説明する。送信装置１Ａは通信網を介して映像データを含むパケット（以下映像パケットという）５を送信する。一方、音声データを含むパケット（以下音声パケットという）については、第１の音声パケット３と、この第１の音声パケットを複製して２重化し、かつ時間差Ｔを与えた第２の音声パケット４を送信する。受信装置２Ａでは、受信手段２０で第１の音声パケット３、第２の音声パケット４及び映像パケット５を受信した後、それぞれ音声バッファ２１、音声バッファ２２及び映像バッファ２３に一時記憶する。

選択手段２４は音声バッファ２１及び２２から音声パケット３、４を読み出してデコード手段２５へ渡す。ここで、第２の音声パケット４に欠落があると判断した時は、音声バッファ２１から音声パケット３を読み出してデコード手段２５に渡す。デコード手段２５は音声データをデコードして音声を出力する。なお、音声パケット３、４のいずれにも欠落がない場合には、あらかじめ指定されたいずれかの音声バッファに一時記憶された音声パケットを選択手段２４で選択し、デコード手段２５に渡す。

ここで、時間差Ｔは送信装置１Ａと受信装置２Ａで固定的に取り決めた値でもよいし、パケットの伝送前に調停して決めてもよく、また伝送中に変更してもよい。値としては、伝送路のパケット欠落率、伝送遅延時間などの伝送品質に基づいて決めることができる。

なお、選択手段２４における受信パケット欠落の判定方法として、バッファへの格納方法により以下の２つの方法が利用できる。

（１）受信したパケットのペイロード部に格納されている映像データや音声データのみをバッファに書き込む場合のみ、映像データ及び音声データの符号化方式がＭＰＥＧ２−Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ（ＴＳ）である場合は、音声パケットの欠落をＴＳパケットヘッダのｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ＿ｃｏｕｎｔｅｒの不連続性から判定できる。

（２）受信パケットのプロトコルヘッダの全部または一部を含めて映像データや音声データをバッファに書き込む場合は、音声パケットの欠落をＴＣＰヘッダのシーケンスナンバー、ＲＴＰヘッダのシーケンスナンバー、またはＴＳパケットヘッダのｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ＿ｃｏｕｎｔｅｒから判断できる。ここで、受信パケットの形式はインターネット通信で用いられているＴＣＰ／ＩＰやＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰを用いることを前提としている。

以上のように実施の形態１の伝送方法によれば、音声パケットに時間差をつけて２重化して伝送することによりバースト的なパケット欠落に対する耐性が高くなるため、受信装置で欠落のないパケットを選択しデコードすることにより、音声パケットの欠落を補償できる確率が高くなり、音とびを抑制することができる。

なお、本実施の形態１では音声パケットだけを２重化した例を示したが、映像パケットだけを２重化してもよいし、音声パケットと映像パケットを両方とも２重化してもよい。
また、本実施の形態１の方法は、音声パケットまたは映像パケットのどちらか一方だけを伝送する伝送方法にも同様に適用可能である。

≪実施の形態２≫
図２は本発明の実施の形態２におけるパケット伝送方法を実現する送信装置及び受信装置の構成図である。図中、図１と同一機能を有する構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。

図２において、受信装置２Ｂの受信手段２６は音声パケット３と、この音声パケット３に対し時間差Ｔを与えられた映像パケット５を受信し、前記パケットに含まれる音声データ及び映像データを、それぞれ音声バッファ２１及び映像バッファ２３に一時記憶する。蓄積データ２７は音声バッファ２１に書き込まれた音声データである。なお、音声パケット３の音声データと映像パケット５の映像データは、同一場面に対応した音声データ及び映像データである。

ここで受信手段２６は、受信した音声パケット３に欠落があると判断した場合は、送信装置１Ｂへパケット３の再送を要求する。再送され受信したパケット３の音声データは、音声バッファ２１内の当該データの格納領域２８に書き込まれる。つまり、パケット欠落が起こった場合は、当該欠落パケットの格納領域を開けて音声バッファ２１への書き込みが行われる。

一般に、音声データは映像データよりもデータレートが低いため、音声データを時間差Ｔだけ先に出して映像データよりも長時間分バッファに蓄積しても、受信装置が備えるべきバッファの記憶容量はあまり多くなくてよい利点がある。逆に、映像のコマとびやブロックノイズを避けたいような応用においては、バッファの記憶容量が増大するが、映像パケットを音声パケットよりも先出ししてもよい。

以上のように本実施の形態２のパケット伝送方法によれば、音声パケットが欠落した場合においても、再送によって欠落したデータを補償できる確率が高まる。さらに、時間差をつけて音声パケットを先出しすることによって、再送処理にかかる遅延時間を吸収できる確率がより高くなるため、音とびを回避できる可能性が高くなる。
なお、時間差Ｔ６の決定方法は実施の形態１と同様とする。

本発明にかかるパケット伝送方法により、欠落したパケットに含まれる音声データや映像データを補償できる確率が高まるため、音とびや映像のコマとび、ブロックノイズを回避できる可能性がより高くなり、映像や音声データのパケット伝送方法として有用である。

本発明の実施の形態１におけるパケット伝送方法を実現する送信装置及び受信装置の構成図 本発明の実施の形態２におけるパケット伝送方法を実現する送信装置及び受信装置の構成図 従来のパケット伝送方法を説明する概略図

符号の説明

１Ａ、１Ｂ 送信装置
２Ａ、２Ｂ 受信装置
３、４ 音声パケット
５ 映像パケット
２０、２６ 受信手段
２１、２２ 音声バッファ
２３ 映像バッファ
２４ 選択手段
２５ デコード手段
２７ バッファ内の蓄積データ
２８ 欠落したデータの格納領域

Claims (10)

1. 音声データ及び映像データのいずれかを含む第１のパケットと、前記第１のパケットを複製し、かつ前記第１のパケットに対して時間差を与えた第２のパケットを送信する第１のステップと、
   前記第１及び第２のパケットを受信した後データの欠落を判定し、データ欠落のないパケットを選択する第２のステップとを含むパケット伝送方法。
2. 前記第２のステップにおいて、受信した前記第１及び第２のパケットを一時記憶する請求項１記載のパケット伝送方法。
3. 前記第１及び第２のパケットは音声データを含むパケットである請求項１又は２記載のパケット伝送方法。
4. 音声データ及び映像データのいずれかを含む第１のパケットと、前記第１のパケットを複製し、かつ前記第１のパケットに対して時間差を与えた第２のパケットを受信する受信手段と、
   前記受信手段が受信した前記第１及び第２のパケットを一時記憶する第１及び第２のバッファと、
   前記第１及び第２のバッファに一時記憶された前記第１及び第２のパケットのデータの欠落を判定し、データ欠落のないパケットを選択する選択手段と、
   前記選択手段で選択されたパケットに含まれるデータをデコードするデコード手段とを備えたパケット受信装置。
5. 前記第１及び第２のパケットは音声データを含むパケットである請求項４記載のパケット受信装置。
6. 音声データ及び映像データのいずれかを含む第１のパケットと、前記第１のパケットの音声データ又は映像データに対応した映像データ又は音声データを含み、かつ前記第１のパケットに対して時間差を与えた第２のパケットを送信する第１のステップと、
   前記第１及び第２のパケットを受信した後前記第１のパケットのデータの欠落を判定し、データ欠落がある場合、そのパケットの再送を要求する第２のステップと、
   前記再送を要求されたパケットを送信する第３のステップとを含むパケット伝送方法。
7. 前記第２のステップにおいて、受信した前記第１及び第２のパケットを一時記憶する請求項６記載のパケット伝送方法。
8. 前記第１のパケットは音声データを含むパケットである請求項６又は７記載のパケット伝送方法。
9. 音声データ及び映像データのいずれかを含む第１のパケットと、前記第１のパケットの音声データ又は映像データに対応した映像データ又は音声データを含み、かつ前記第１のパケットに対し時間差を与えた第２のパケットとを受信し、ならびに前記第１のパケットのデータ欠落を判定し、データ欠落がある場合、そのパケットの再送を要求する受信手段と、
   前記受信手段で受信した前記第１及び第２のパケットを一時記憶する第１及び第２のバッファと、
   前記第１及び第２のバッファに一時記憶されたパケットに含まれる音声データ又は映像データをデコードするデコード手段とを備えたパケット受信装置。
10. 前記第１のパケットは音声データを含むパケットである請求項９記載のパケット受信装置。

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