JP2007221318A - 双方向映像通信サービスの品質管理・品質制御方法、品質管理方法、品質制御方法、品質管理・制御システム、品質管理装置、品質制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サービス全体からみた効果的なユーザ体感品質の管理および制御を行う。
【解決手段】接続中の通信端末間（対地）毎に符号化品質値を算出する。符号化品質値が符号化品質閾値以上の通信端末間を品質推定対象とし、品質推定対象の現在のユーザ体感品質（品質推定値）を算出し、この品質推定値よりサービス全体の現在のユーザ体感品質（総合品質推定値）を算出する。総合品質推定値が総合品質閾値に満たない場合、品質推定対象の品質制御後のユーザ体感品質の予測値（予測品質値）を算出し、この予測品質値に基づいて品質推定対象中より品質制御対象を選定し、品質制御の優先順位を定める。この優先順位に従って品質制御対象のユーザ体感品質を制御する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ネットワークを介する通信端末間の双方向映像通信サービスにおけるサービス全体のユーザ体感品質を管理および制御する双方向映像通信サービスの品質管理・品質制御方法、品質管理方法、品質制御方法、品質管理・制御システム、品質管理装置、品質制御装置に関するものである。

従来、双方向映像通信サービスは、帯域が同じ端末同士もしくは、同程度の帯域接続を可能とする端末同士を接続してサービスを行ってきた。しかし、今日提供されている双方向映像通信サービスでは、アクセス回線の高速化により、ＡＤＳＬや光回線により数Ｍｂｐｓでの通信を可能とするテレビ電話サービスに加え、従来のＩＳＤＮ網を使った１２８Ｋｂｐｓでの接続、あるいは数十ｋｂｐｓ程度の携帯電話接続も可能となるサービスもでてきている。その結果、同様の映像通信サービスでも、広帯域のチャネルを通じて提供される場合がある一方、狭帯域のチャネルを通じて提供される場合もある。

ネットワークを介する通信端末間の双方向映像通信サービスにおいて、それぞれの帯域に差があると、映像に対してユーザが実際に体感する品質（ユーザ体感品質）の差が大きくなる。なお、ユーザ体感品質とは、主観評価実験によって得られた主観評価値（例えば、ＭＯＳ：Mean Opinion Score）のことを指す。例えば、非特許文献１では、５段階品質尺度によって得られた平均評点をＭＯＳとしている。この値は、実験もしくは、他の情報を用いて推定して求める。

このような状況において、双方向映像通信サービスにおけるサービス全体のユーザ体感品質を向上させるための品質制御の方法として、帯域確保や帯域保証という方法がある。例えば、特許文献１に示された「コンテンツ配信制御装置および方法」では、コンテンツ配信制御サーバにおいて、通信帯域及びコンテンツ受信クライアントソフト情報並びにユーザのコンテンツに対する品質要求から、配信するコンテンツの条件を決定し、この条件に合致するコンテンツの配信をコンテンツ配信サーバに要求すると共に、コンテンツ配信サーバと情報家電端末との間の通信帯域を予約するようにし、通信帯域を確保するようにしている。この方法を用いると、最低帯域を確保する場合に比べ、帯域の有効活用ができ、帯域不足による品質劣化を保証することができるという効果が得られる。

特開２００２−２７１３８３号公報 特開２００５−２４４３２１号公報 特開平１０−２８５５６６号公報 ITU-R Recommendation BT.500-11, "Methodology for the Subjective Assessment of the Quality of Television Pictures," 2002. Ramon Caceres, and Alan Clark, "RTP control protocol extended reports (RTCP XR)," IETF RFC3611, 2003. 増田，富永："無効パケット率による映像品質推定法"，信総大，B-11-15，March 2004． 富永，増田，林："映像フレーム情報を考慮したネットワーク品質尺度による映像品質推定"，信総大，BS-6-2，March 2005． 増田，富永，林："無効フレーム率を用いたインサービス映像品質管理法"，信学技報，CQ2005-59，September 2005． 吉村，林，中島："コンテンツ属性と符号化速度別の映像サービス品質の評価"，2002年 電子情報通信学会総合大会，B-11-9．

しかしながら、携帯電話のようなもともと狭帯域で行われるサービスでは、帯域割り当てによる品質向上効果は広帯域の有線接続の場合ほど大きくはない。そこで、狭帯域から広帯域までの様々な帯域での通信が混在する双方向映像通信サービスでは、映像に対するユーザ体感品質の差が違いすぎることから、サービス全体からみた効果的なユーザ体感品質の管理および制御が望まれている。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ネットワークを介する通信端末間の双方向映像通信サービスにおいて、サービス全体からみた効果的なユーザ体感品質の管理および制御を行うことができるようにすることにある。

このような目的を達成するために、本発明は、ネットワークを介する通信端末間の双方向映像通信サービスにおいて、接続中の通信端末間毎にその通信端末間に品質劣化がない状態でのユーザ体感品質の期待値を算出する第１ステップと、この第１ステップによって算出された通信端末間のユーザ体感品質の期待値が予め定められている第１の閾値以上の通信端末間を品質推定対象とし、この品質推定対象の現在のユーザ体感品質を品質推定値として算出する第２ステップと、この第２ステップによって算出された品質推定値よりサービス全体の現在のユーザ体感品質を総合品質推定値として算出する第３ステップと、この第３ステップによって算出された総合品質推定値が予め定められている第２の閾値に満たない場合、品質推定対象の品質制御後のユーザ体感品質の予測値を予測品質値として算出する第４ステップと、この第４ステップによって算出された予測品質値に基づいて品質推定対象の中から品質制御対象を定める第５ステップと、この第５ステップによって定められた品質制御対象に対する品質制御の優先順位を当該品質制御対象の予測品質値に基づいて定める第６ステップと、この第６ステップによって定められた優先順位に従って総合品質推定値が第２の閾値以上となるように品質制御対象のユーザ体感品質を制御する第７ステップとを備えるものである。

この発明によれば、接続中の通信端末間毎にその通信端末間に品質劣化がない状態でのユーザ体感品質の期待値が算出され、この算出された通信端末間のユーザ体感品質の期待値と第１の閾値とが比較され、ユーザ体感品質の期待値が第１の閾値以上の接続中の通信端末間が品質推定対象とされる。そして、品質推定対象の現在のユーザ体感品質が品質推定値として算出され、この算出された品質推定値よりサービス全体の現在のユーザ体感品質が総合品質推定値として算出され、この算出された総合品質推定値と第２の閾値とが比較される。ここで、総合品質推定値が第２の閾値に満たない場合、すなわちサービス全体の現在のユーザ体感品質が第２の閾値（所望の一定値）以上確保されていない場合、品質推定対象の品質制御後のユーザ体感品質の予測値が予測品質値として算出され、この算出された予測品質値に基づいて、品質推定対象の中から品質制御対象が定められると共に、品質制御対象に対する品質制御の優先順位が定められ、この定められた優先順位に従って品質制御対象のユーザ体感品質が制御される。

本発明において、ユーザ体感品質の期待値が第１の閾値に満たない接続中の通信端末間は、品質推定対象から除外される。すなわち、ユーザ体感品質の期待値が第１の閾値に満たない接続中の通信端末間は、ユーザ体感品質の期待値がもともと低く、品質向上に効果が望めないという判断から品質推定対象から除外し、品質制御対象の候補とはしない。これにより、品質の向上に効果が望める接続中の通信端末間のみが品質推定対象とされ、この品質推定対象の中から品質制御対象が定められる。なお、接続中の通信端末間のユーザ体感品質の期待値は、端末情報およびネットワーク品質情報より符号化速度を得て、その符号化速度に対応する符号化品質値として求めることが可能である。この場合、符号化品質値に対して閾値を設け、接続中の通信端末間の符号化品質値が閾値未満であれば、その通信端末間を品質推定対象から除くようにする。

また、本発明では、品質推定対象の現在のユーザ体感品質が品質推定値として算出され、この算出された品質推定値よりサービス全体の現在のユーザ体感品質が総合品質推定値として算出され、この算出された総合品質推定値が第２の閾値に満たない場合にユーザ体感品質の制御が行われる。すなわち、サービス全体の現在の総合品質推定値が第２の閾値以上であればユーザ体感品質の制御は行われないが、サービス全体の現在の総合品質推定値が第２の閾値未満になればユーザ体感品質の制御が行われる。これにより、本発明では、サービス全体でのユーザ体感品質が第２の閾値（所望の一定値）以上に保たれるようになる。

この場合、品質推定対象の品質制御後のユーザ体感品質の予測値（予測品質値）に基づいて、その品質推定対象の中から品質制御対象が定められる。また、品質制御対象の予測品質値に基づいて、品質制御対象に対する品質制御の優先順位が定められる。例えば、品質推定対象の現在の品質状態から品質制御により得られる予測品質値を算出し、予測品質値と現在の品質推定値との差分を品質向上値とし、この品質向上値が一定値（第３の閾値）以上の品質推定対象を品質制御対象として定める。また、品質向上値の高い順に、品質制御対象に対して品質制御の優先順位を定める。このように、現在の品質状態から品質改善されるユーザ体感品質を推定し、品質改善後の品質向上値が高い順に優先順位を割り当てることで、例えば帯域の大きい順に優先順位を割り当てるのに比べ、サービス全体での総合品質の観点から品質向上効果が期待できる。

なお、本発明では、予測品質値の高い順に優先順位を割り当ててもよいし、予測品質値がある一定値以上のものを品質制御対象とした上で、優先順位を割り当てるようにしてもよい。また、品質向上値や予測品質値が一定値以上のものを品質制御対象とするのではなく、品質推定対象の全てを品質制御対象とするようにしてもよい。この場合、第５ステップは不要となるが、第５ステップにおいて全ての品質推定対象を品質制御対象として定めるものと考えればよい。すなわち、本発明において、第５ステップは、全ての品質推定対象を品質制御対象として定めるという処理も含まれる。

また、本発明において、品質推定対象の現在のユーザ体感品質（品質推定値）の算出方法として、ネットワーク情報ならびに端末情報から算出した無効パケット率および無効フレーム率から音声および映像のユーザ体感品質を推定し、音声と映像を総合したマルチメディア品質として算出する方法が考えられる。また、サービス全体の現在のユーザ体感品質（総合品質推定値）の算出方法として、品質推定対象の品質推定値の平均、幾何平均、加重平均などとして求める方法が考えられる。

また、品質推定対象の予測品質値の算出方法として、例えば、品質制御として帯域確保を行うことでパケット損失を減少させる場合は、接続中の各通信端末間においてパケット損失が減少した場合の各通信端末間の予測品質値を算出する方法が考えられる。
また、パケットを映像情報の重要度に応じて重要／非重要フラグを立てることにより、DiffServ（Differentiated Services ）技術を用いて、パケット損失が発生する場合には非重要パケットから廃棄させる場合は、接続中の各通信端末間において非重要パケットから廃棄させた場合の各通信端末間の予測品質値を算出する方法が考えられる。
映像情報の重要度に応じて重要／非重要フラグを立てる方法として、例えば、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform ）係数の低周波成分を重要、高周波成分を非重要として割り当てる方法や、予測符号化の基準となるＩ（Intra Picture）フレームもしくはＰ（Predictive Picture）フレームの構成パケットを重要、ＰフレームもしくはＢフレーム（Bidirectionally Predictive Picture）を構成するパケットを非重要とする方法などがある。

また、本発明では、優先順位を定めて品質制御対象のユーザ体感品質を制御するが、品質向上効果が現在より上がらない場合は、帯域一定のまま、フレームレートと解像度を変化させる、あるいは注目領域におけるフレームレートと解像度を変化させることにより品質向上を図ってもよい。例えば、画像の領域を注目領域と非注目領域に分け、画像の品質を解像度とフレームレートを制御することにより品質レベルを変動させるようにする。携帯電話のように極低帯域の通信を行う場合でもこのような方法を取れば、同じ帯域を使っても品質向上効果が望める可能性がある。この方法により、フレームレートおよび解像度を変化させる前に比べ、同じ帯域でもユーザ体感品質が向上する可能性がある。

また、本発明は、上述した双方向映像通信サービスの品質管理・品質制御方法を品質管理と品質制御との２つに分け、双方向映像通信サービスの品質管理方法、双方向映像通信サービスの品質制御方法として実現することも可能である。また、双方向映像通信サービスの品質管理・品質制御システム、双方向映像通信サービスの品質管理装置、双方向映像通信サービスの品質制御装置として実現することも可能である。

本発明によれば、ユーザ体感品質の期待値が第１の閾値以上の接続中の通信端末間が品質推定対象とされ、この品質推定対象の品質制御後の予測品質値に基づいてその品質推定対象の中から品質制御対象が定められ、品質制御対象の予測品質値に基づいて品質制御対象に対する品質制御の優先順位が定められ、この定められた優先順位に従って品質制御対象のユーザ体感品質が制御されるものとなり、品質向上に効果が望めない接続中の通信端末間を品質制御対象の候補から除外し、品質の向上に効果が望める接続中の通信端末間のみを品質制御対象とするようにして、また品質向上効果の高い順に品質制御対象のユーザ体感品質を制御するなどして、サービス全体のユーザ体感品質の向上を図り、サービス全体からみた効果的なユーザ体感品質の管理および制御を行うことができるようになる。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る双方向映像通信サービスの品質管理・品質制御方法の実施に用いる双方向映像通信サービスの品質管理・制御システムの一例を示す構成図である。なお、本実施の形態において、品質とはユーザ体感品質を表し、主観評価実験によって得られた主観評価値（例えば、ＭＯＳ：Mean Opinion Score）のことを指す。

図１において、１はテレビ電話機やパーソナルコンピュータ（ＰＣ），携帯電話機，携帯情報端末（ＰＤＡ）等の通信端末、２は通信端末間を接続するネットワーク（インターネット網もしくは専用の双方向映像通信サービス網）、３はネットワーク２を介して通信端末１の端末情報およびネットワーク２の品質情報（ネットワーク品質情報）を収集しサービス全体のユーザ体感品質の管理を行う品質管理装置、４は品質管理装置３からの指示を受けてサービス全体のユーザ体感品質の制御を行う品質制御装置である。

なお、本実施の形態では、ネットワーク２を介して種々の通信端末１が接続されるが、このネットワーク２を介して接続される通信端末間を「対地」と呼ぶ。

〔品質管理装置〕
図２に品質管理装置３のブロック図を示す。図２において、３１は接続中の対地毎の品質情報収集部である。品質情報収集部３１は、ネットワーク２を介して、各対地の端末情報およびネットワーク品質情報を収集する。３１１は各対地の端末情報の格納部（端末情報格納部）であり、端末の種類や接続帯域等設定条件を格納する。３１２はネットワーク品質情報の格納部（ネットワーク品質情報格納部）であり、各対地の測定されたパケット損失、遅延時間、遅延ゆらぎなどの値を格納する。

本実施の形態において、端末情報およびネットワーク品質情報の収集は、品質管理装置３および通信端末１間でＲＴＣＰ（RTP Control Protocol）を用いた制御パケットをＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）に基づいて送受信することにより行われる（例えば、非特許文献２参照）。

図２において、３２は接続中の対地毎の符号化品質値算出部である。符号化品質値算出部３２は、符号化品質推定モデル定義部３２１と、符号化品質値算出部３２２と、符号化品質閾値格納部３２３と、品質推定対象選定部３２４とを備えている。符号化品質推定モデル定義部３２１には符号化品質推定モデルが定義されている。符号化品質推定モデルは、例えば、コンテンツの種類毎に帯域と符号化品質との関係を求め、この関係を示すモデルとして予め定義されている。

符号化品質値算出部３２２は、端末情報格納部３１１に格納されている端末情報から得られる帯域、コンテンツの種類を符号化品質推定モデル定義部３２１に定義されている符号化品質推定モデルに当てはめることにより、接続中の対地毎にその対地に品質劣化がない状態でのユーザ体感品質の期待値として符号化品質値を算出する。

品質推定対象選定部３２４は、符号化品質値算出部３２２によって算出された符号化品質値と符号化品質閾値格納部３２３に格納されている符号化品質閾値（第１の閾値）αとを比較し、符号化品質値が符号化品質閾値α以上であれば、その対地を品質推定対象として定める。符号化品質値が符号化品質閾値α未満であれば、その対地を品質推定対象から除外する。

図３に符号化品質推定モデルと符号化品質閾値により品質推定対象を定めるためのイメージ図を示す。例えば、ＭＯＳ＝２．０を符号化品質閾値αとした場合の帯域が１００Ｋｂｐｓであるとする。接続中の対地において、その使用帯域が１００Ｋｂｐｓよりも大きい場合には、その対地を品質推定対象とするが、小さい場合には、その対地を品質推定対象から除外する。

図５に品質推定対象選定部３２４における品質推定対象の選定後の品質推定対象テーブルを例示する。品質推定対象選定部３２４は、端末情報格納部３１１に格納されている端末Ａ情報ならびに端末Ｂ情報より接続中の対地１〜５の使用帯域を知る。この例では、対地３の端末Ｂの帯域が５０Ｋｂｐｓしかないため、対地３を品質推定対象から除外する。他の対地１，２，４，５はその使用帯域が１００Ｋｂｐｓよりも大きいので、品質推定対象とする。図５では、品質推定対象選定部３２４における品質推定対象の選定結果を、最右欄にある「符号化品質に基づくユーザ体感品質推定対象可否」の欄に示している。

図２において、３３は品質推定対象毎の品質推定値算出部である。品質推定値算出部３３は、品質推定モデル定義部３３１と品質推定値算出部３３２とを備えている。品質推定モデル定義部３３１には品質推定モデルが定義されている。品質推定モデルは、例えば、使用帯域毎に品質尺度とユーザ体感品質との関係を求め、この関係を示すモデルとして予め定義されている（例えば、非特許文献６参照）。品質推定値算出部３３２は、品質推定対象の端末情報およびネットワーク品質情報を用い、品質推定モデル定義部３３１に定義されている品質推定モデルに従って、品質推定対象の現在のユーザ体感品質を品質推定値として算出する。

例えば、非特許文献３〜５には、ネットワーク品質情報および端末情報から映像サービスのユーザ体感品質を推定する方法として、ネットワークおよび端末での無効パケット率もしくは無効フレーム率を品質尺度としてユーザの体感品質を求める方法が開示されている。

なお、無効パケットとは、損失パケット、順序逆転パケット、ならびに端末バッファサイズを超えて遅れて到着した遅着パケットのことを指し、無効パケット率とは、無効パケットの全送信パケットに対する割合を示す。無効フレームとは、無効パケットにより、映像の復号ができなかった映像フレームのことである。無効フレーム率とは、無効フレームの総和に対する全送信フレーム数の割合を示す。

この方法により現在のユーザ体感品質を推定する場合、予め接続帯域毎に無効パケット率（音声）、無効フレーム率（映像）といった品質尺度とユーザ体感品質（ＭＯＳ）との関係を求めておき、両者の関係式を品質推定モデルとして定義しておけばよい。各帯域で無効パケット率もしくは無効フレーム率といった品質尺度に対するＭＯＳを算出する例を図４に示す。この例は、対地１，２，４，５を品質推定対象とした場合の算出例であり、現在、対地５での無効フレーム率がｒ₅ であるとすれば、対地５の現在のユーザ体感品質（品質推定値）はＭＯＳ（ｒ₅ ）として求められる。

音声品質および映像品質、遅延品質から対地間の双方向通信サービスのマルチメディア総合品質を推定する方法もある（例えば、特許文献２参照）。この方法により現在のユーザ体感品質を推定する場合、音声品質推定モデル、映像品質推定モデル、マルチメディア総合品質推定モデルを品質推定モデル定義部３３１に記述する。そして、品質推定値算出部３３２において、品質推定モデル定義部３３１に記述された品質推定モデルに従って、品質推定対象の端末情報およびネットワーク品質情報を用い、品質推定対象の現在の品質推定値を算出する。

図５において、右から２番目の「ユーザ体感品質推定値」の欄には、品質推定値算出部３３２における品質推定値の算出結果を示している。対地３は、符号化品質値が符号化品質閾値αに満たず、品質推定対象から除外されているため、品質推定値が算出できず、「−」となっている。

図２において、３４はサービス全体のユーザ体感品質の制御の可否を判断する品質制御可否判断部である。品質制御可否判断部３４は、総合品質推定値算出部３４１と、総合品質閾値格納部３４２と、品質制御可否判断部３４３とを備えている。

総合品質推定値算出部３４１は、品質推定値算出部３３からの品質推定対象の品質推定値を入力とし、この品質推定対象の品質推定値を単純平均したり、幾何平均したり、加重平均したりして、サービス全体の現在のユーザ体感品質を総合品質推定値として算出する。

品質制御可否判断部３４３は、サービス全体での保証すべき総合品質として、現在の総合品質推定値が総合品質閾値格納部３４２に格納されている総合品質閾値（第２の閾値）βを超えているかどうかを判断する。総合品質推定値が総合品質閾値β以上であれば、定常測定を続ける。総合品質閾値βに満たなければ、品質制御装置４に対してサービス全体のユーザ体感品質の制御を指示する。この場合、品質制御可否判断部３４４は、品質制御情報送出部３５より、品質制御に必要な端末情報およびネットワーク品質情報、品質推定対象、品質推定値、総合品質推定値などの品質制御情報を品質制御装置４に転送する。

図６に品質管理装置３での上述した処理の概略的なフローチャートを示す。品質管理装置３は、接続中の対地毎に、ユーザ体感品質の期待値として符号化品質値を算出する（ステップ６０１）。そして、その算出した符号化品質値と符号化品質閾値αとを比較し（ステップ６０２）、符号化品質値が符号化品質閾値α以上である対地を品質推定対象とする（ステップ６０２のＹＥＳ）。なお、符号化品質値が符号化品質閾値α未満である対地は、品質推定対象から除外する。

そして、品質推定対象毎の現在のユーザ体感品質を品質推定値として算出し（ステップ６０３）、この算出した品質推定対象毎の品質推定値よりサービス全体の現在のユーザ体感品質を総合品質推定値として求める（ステップ６０４）。そして、この求めた総合品質推定値と総合品質閾値βとを比較し（ステップ６０５）、総合品質推定値が総合品質閾値βに満たない場合（ステップ６０５のＹＥＳ）、品質制御情報を品質制御装置４に送出する（ステップ６０６）。

〔品質制御装置〕
図７に品質制御装置４のブロック図を示す。図７においいて、４１は品質管理装置３から送られてくる品質制御情報を格納する品質制御情報格納部、４２は品質制御情報格納部４１に格納された品質制御情報を元に品質推定対象の品質制御後のユーザ体感品質の予測値を算出する予測品質値算出部である。

予測品質値算出部４２は、予測品質推定モデル定義部４２１と、予測品質値算出部４２２とを備えている。予測品質推定モデル定義部４２１には、品質制御の種類に応じた品質制御後のユーザ体感品質の予測値が予測品質推定モデルとして定義されている。予測品質値算出部４２２は、品質制御情報格納部４１に格納された品質制御情報を入力とし、予測品質推定モデル定義部４２１に定義されている予測品質推定モデルに従って、品質推定対象毎にその品質推定対象の品質制御後のユーザ体感品質の予測値を予測品質値として算出する。

例えば、映像品質推定モデルがあれば，無効パケット率もしくは無効フレーム率とＭＯＳの関係式（映像品質推定モデル）があり、現在の無効フレーム率をｘ％改善できるとすれば、その数値を代入することによって予測映像品質値が分かる。同様に音声の場合も、音声の品質推定モデルにより予測音声品質値が分かり、それらを元に映像・音声総合品質値が推定できる。

図７において、４３は品質推定対象の中から品質制御対象を定める品質制御対象選定部である。品質制御対象選定部４３は、品質向上値算出部４３１と、品質向上閾値格納部４３２と、品質制御対象選定部４３３とを備えている。品質向上値算出部４３１は、品質推定対象毎に、その品質推定対象の予測品質値と現在の品質推定値との差分を品質向上値として算出する。品質制御対象選定部４３３は、品質向上値算出部４３１によって算出された品質向上値と品質向上閾値格納部４３２に格納されている品質向上閾値（第３の閾値）γとを比較し、品質向上値が品質向上閾値γ以上の品質推定対象を品質制御対象として選定する。

図８に品質向上値の算出例を示す。品質制御によりΔｒだけ品質が改善した時のそれぞれの品質推定対象の対地ｉにおける予測品質値（ＭＯＳ（ｒｉ−Δｒ））を算出する。この値と現在の品質推定値（ＭＯＳ（ｒｉ））とを比較し、差分（ΔＭＯＳ（ｒｉ））を品質向上値とする。
ΔＭＯＳ（ｒｉ）＝ＭＯＳ（ｒｉ−Δｒ）− ＭＯＳ（ｒｉ） ・・・・（１）

図７において、４４は品質制御対象に対して品質制御の優先順位を定める優先順位決定部である。優先順位決定部４４は、品質制御対象選定部４３によって選定された品質制御対象に対し、品質向上値算出部４３１で算出された品質向上値の高い順に、品質制御の優先順位を定める。

図９に品質推定値や予測品質値，品質向上値などの値を具体的に示した品質制御順位割付テーブルを例示する。この例では、品質向上値の高い順である対地２、対地５、対地１、対地４が品質制御の優先順位となる。

優先順位決定部４４で決定された優先順位および予測品質値算出部４２２で予測品質値の算出に際して適用した品質制御方法は品質制御実行部４５へ送られる。品質制御実行部４５は、優先順位決定部４４で決定された優先順位に従って、予測品質値の算出に際して適用した品質制御方法で品質制御対象のユーザ体感品質を制御する。

この場合、品質制御の方法として、余剰帯域がある場合には帯域を割り当てることによりパケット損失を減少させる方法が挙げられる。また、帯域を変更せずに品質制御を行う方法として、映像構成情報の中で、重要度に応じてパケットに優先・非優先フラグを立てることにより非優先パケットから廃棄させる方法が挙げられる。具体的には、映像フレーム情報として予測符号化に重要なＩおよびＰフレームを優先パケットとし、Ｂフレームを非優先パケットとする方法や、画像の注目領域の情報を優先パケットとし、背景などの非注目領域の情報を非優先パケットとする方法がある。また、映像表示サイズを替える、フレームレートを落とすという方法もある。

特許文献３には、狭帯域映像通信サービスにおいて画質向上を図る方法として、画像の領域を注目領域と非注目領域に分け、画像の品質を解像度とフレームレートを制御することにより品質レベルを変動させる方法が紹介されている。携帯電話のように極低帯域の通信を行う場合でもこのような方法を取れば、同じ帯域を使っても品質向上効果が望める可能性がある。この方法により、フレームレートおよび解像度を変化させる前に比べ、同じ帯域でもユーザ体感品質が向上する可能性がある。

図１０に品質制御装置４での上述した処理の概略的なフローチャートを示す。品質制御装置４は、品質管理装置３からの品質制御情報を受信し（ステップ１０１）、品質推定対象毎にその品質推定対象に対する品質制御後の品質予測値を算出する（ステップ１０２）。そして、品質推定対象毎に、その品質推定対象の予測品質値と現在の品質推定値との差分を品質向上値として算出し（ステップ１０３）、品質向上閾値γと比較し（ステップ１０４）、品質向上値γ以上の品質推定対象を品質制御対象として選定する（ステップ１０４のＹＥＳ）。そして、この選定した品質制御対象に対して、品質向上値の高い順に品質制御の優先順位を割り当て（ステップ１０５）、品質制御を実行する（ステップ１０６）。

このようにして、本実施の形態では、品質推定対象の現在のユーザ体感品質が品質推定値として算出され、この算出された品質推定対象の品質推定値よりサービス全体の現在のユーザ体感品質が総合品質推定値として算出され、この算出された総合品質推定値が総合品質閾値βに満たない場合にユーザ体感品質の制御が行われる。これにより、サービス全体でのユーザ体感品質が総合品質閾値β（所望の一定値）以上に保たれるようになる。また、品質向上値の高い順に、品質制御対象に対して品質制御の優先順位が定められ、この優先順位に従って品質制御対象のユーザ体感品質の制御が行われる。これにより、サービス全体での品質向上効果が最も大きくなるような品質制御が行われ、例えば帯域の大きい順に優先順位を割り当てるのに比べ、サービス全体での総合品質の観点から品質向上効果が期待できる。

なお、本実施の形態では、品質向上値の高い順に優先順位を割り当てるようにしたが、予測品質値の高い順に優先順位を割り当ててもよいし、予測品質値がある一定値以上のものを品質制御対象とした上で、優先順位を割り当てるようにしてもよい。また、品質向上値や予測品質値が一定値以上のものを品質制御対象とするのではなく、品質推定対象の全てを品質制御対象とするようにしてもよい。

また、各通信端末１において符号化品質値および品質推定値を算出し、結果だけを品質管理装置３に送るようにしてもよい。また、品質管理装置３ならびに品質制御装置４は同一機器内のモジュールという構成にしてもよい。

本発明に係る双方向映像通信サービスの品質管理・品質制御方法の実施に用いる双方向映像通信サービスの品質管理・制御システムの一例を示す構成図である。 図１に示した双方向映像通信サービスの品質管理・制御システムにおける品質管理装置のブロック図である。 品質管理装置において符号化品質推定モデルと符号化品質閾値により品質推定対象を定めるためのイメージ図である。 品質管理装置における無効パケット率や無効フレーム率などの品質尺度に対するＭＯＳの算出例を説明する図である。 品質管理装置における品質推定対象の選定後の品質推定対象テーブルを例示する図である。 品質管理装置での処理を示す概略的なフローチャートである。 図１に示した双方向映像通信サービスの品質管理・制御システムにおける品質制御装置のブロック図である。 品質制御装置における品質向上値の算出例を説明する図である。 品質推定値や予測品質値，品質向上値などの値を具体的に示した品質制御順位割付テーブルを例示する図である。 品質制御装置での処理を示す概略的なフローチャートである。

符号の説明

１…通信端末、２…ネットワーク、３…品質管理装置、４…品質制御装置、３１…品質情報収集部、３１１…端末情報格納部、３１２…ネットワーク品質情報格納部、３２…符号化品質値算出部、３２１…符号化品質推定モデル定義部、３２２…符号化品質値算出部、３２３…符号化品質閾値格納部、３２４…品質推定対象選定部、３３…品質推定値算出部、３３１…品質推定モデル定義部、３３２…品質推定値算出部、３４…品質制御可否判断部、３４１…総合品質推定値算出部、３４２…総合品質閾値格納部、３４３…品質制御可否判断部、３５…品質制御情報送信部、４１…品質制御情報格納部、４２…予測品質値算出部、４２１…予測品質推定モデル定義部、４２２…予測品質値算出部、４３…品質制御対象選定部、４３１…品質向上値算出部、４３２…品質向上閾値格納部、４３３…品質制御対象選定部、４４…優先順位決定部、４５…品質制御実行部。

Claims (6)

1. ネットワークを介する通信端末間の双方向映像通信サービスにおけるサービス全体のユーザ体感品質を管理および制御する双方向映像通信サービスの品質管理・品質制御方法であって、
   接続中の通信端末間毎にその通信端末間に品質劣化がない状態でのユーザ体感品質の期待値を算出する第１ステップと、
   この第１ステップによって算出された通信端末間のユーザ体感品質の期待値が予め定められている第１の閾値以上の通信端末間を品質推定対象とし、この品質推定対象の現在のユーザ体感品質を品質推定値として算出する第２ステップと、
   この第２ステップによって算出された品質推定値よりサービス全体の現在のユーザ体感品質を総合品質推定値として算出する第３ステップと、
   この第３ステップによって算出された総合品質推定値が予め定められている第２の閾値に満たない場合、前記品質推定対象の品質制御後のユーザ体感品質の予測値を予測品質値として算出する第４ステップと、
   この第４ステップによって算出された予測品質値に基づいて前記品質推定対象の中から品質制御対象を定める第５ステップと、
   この第５ステップによって定められた品質制御対象に対する品質制御の優先順位を当該品質制御対象の予測品質値に基づいて定める第６ステップと、
   この第６ステップによって定められた優先順位に従って前記総合品質推定値が前記第２の閾値以上となるように前記品質制御対象のユーザ体感品質を制御する第７ステップと
   を備えることを特徴とする双方向映像通信サービスの品質管理・品質制御方法。
2. ネットワークを介する通信端末間の双方向映像通信サービスにおけるサービス全体のユーザ体感品質を管理する双方向映像通信サービスの品質管理方法であって、
   接続中の通信端末間毎にその通信端末間に品質劣化がない状態でのユーザ体感品質の期待値を算出する第１ステップと、
   この第１ステップによって算出された通信端末間のユーザ体感品質の期待値が予め定められている第１の閾値以上の通信端末間を品質推定対象とし、この品質推定対象の現在のユーザ体感品質を品質推定値として算出する第２ステップと、
   この第２ステップによって算出された品質推定値よりサービス全体の現在のユーザ体感品質を総合品質推定値として算出する第３ステップと、
   この第３ステップによって算出された総合品質推定値が予め定められている第２の閾値に満たない場合、サービス全体のユーザ体感品質の制御が必要であると判断する第４ステップと
   を備えることを特徴とする双方向映像通信サービスの品質管理方法。
3. ネットワークを介する通信端末間の双方向映像通信サービスにおけるサービス全体のユーザ体感品質を制御する双方向映像通信サービスの品質制御方法であって、
   品質劣化がない状態でのユーザ体感品質の期待値が第１の閾値以上の接続中の通信端末間を品質推定対象とし、この品質推定対象の品質制御後のユーザ体感品質の予測値を予測品質値として算出する第１ステップと、
   この第１ステップによって算出された予測品質値に基づいて前記品質推定対象の中から品質制御対象を定める第２ステップと、
   この第２ステップによって定められた品質制御対象に対する品質制御の優先順位を当該品質制御対象の予測品質値に基づいて定める第３ステップと、
   この第３ステップによって定められた優先順位に従って前記総合品質推定値が前記第２の閾値以上となるように前記品質制御対象のユーザ体感品質を制御する第４ステップと
   を備えることを特徴とする双方向映像通信サービスの品質制御方法。
4. ネットワークを介する通信端末間の双方向映像通信サービスにおけるサービス全体のユーザ体感品質を管理および制御する双方向映像通信サービスの品質管理・品質制御システムであって、
   接続中の通信端末間毎にその通信端末間に品質劣化がない状態でのユーザ体感品質の期待値を算出するユーザ体感品質期待値算出手段と、
   このユーザ体感品質期待値算出手段よって算出された通信端末間のユーザ体感品質の期待値が予め定められている第１の閾値以上の通信端末間を品質推定対象とし、この品質推定対象の現在のユーザ体感品質を品質推定値として算出する品質推定値算出手段と、
   この品質推定値算出手段によって算出された品質推定値よりサービス全体の現在のユーザ体感品質を総合品質推定値として算出する総合品質推定値算出手段と、
   この総合品質推定値算出手段によって算出された総合品質推定値が予め定められている第２の閾値に満たない場合、前記品質推定対象の品質制御後のユーザ体感品質の予測値を予測品質値として算出する予測品質値算出手段と、
   この予測品質値算出手段によって算出された予測品質値に基づいて前記品質推定対象の中から品質制御対象を定める品質制御対象選定手段と、
   この品質制御対象選定手段によって定められた品質制御対象に対する品質制御の優先順位を当該品質制御対象の予測品質値に基づいて定める優先順位決定手段と、
   この優先順位決定手段によって定められた優先順位に従って前記総合品質推定値が前記第２の閾値以上となるように前記品質制御対象のユーザ体感品質を制御するユーザ体感品質制御手段と
   を備えることを特徴とする双方向映像通信サービスの品質管理・品質制御システム。
5. ネットワークを介する通信端末間の双方向映像通信サービスにおけるサービス全体のユーザ体感品質を管理する双方向映像通信サービスの品質管理装置であって、
   接続中の通信端末間毎にその通信端末間に品質劣化がない状態でのユーザ体感品質の期待値を算出するユーザ体感品質期待値算出手段と、
   このユーザ体感品質期待値算出手段によって算出された通信端末間のユーザ体感品質の期待値が予め定められている第１の閾値以上の通信端末間を品質推定対象とし、この品質推定対象の現在のユーザ体感品質を品質推定値として算出する品質推定値算出手段と、
   この品質推定値算出手段によって算出された品質推定値よりサービス全体の現在のユーザ体感品質を総合品質推定値として算出する総合品質推定値算出手段と、
   この総合品質推定値算出手段によって算出された総合品質推定値が予め定められている第２の閾値に満たない場合、サービス全体のユーザ体感品質の制御が必要であると判断するユーザ体感品質制御判断手段と
   を備えることを特徴とする双方向映像通信サービスの品質管理装置。
6. ネットワークを介する通信端末間の双方向映像通信サービスにおけるサービス全体のユーザ体感品質を制御する双方向映像通信サービスの品質制御装置であって、
   品質劣化がない状態でのユーザ体感品質の期待値が第１の閾値以上の接続中の通信端末間を品質推定対象とし、この品質推定対象の品質制御後のユーザ体感品質の予測値を予測品質値として算出する予測品質値算出手段と、
   この予測品質値算出手段によって算出された予測品質値に基づいて前記品質推定対象の中から品質制御対象を定める品質制御対象選定手段と、
   この品質制御対象選定手段によって定められた品質制御対象に対する品質制御の優先順位を当該品質制御対象の予測品質値に基づいて定める優先順位決定手段と、
   この優先順位決定手段によって定められた優先順位に従って前記総合品質推定値が前記第２の閾値以上となるように前記品質制御対象のユーザ体感品質を制御するユーザ体感品質制御手段と
   を備えることを特徴とする双方向映像通信サービスの品質制御装置。

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