JP2009545238A - データパケット数を削減して誤り訂正パケット数を増加させること - Google Patents

Abstract

【課題】データパケット数を削減して誤り訂正パケット数を増加させるための方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るデータパケットを処理する方法は、データを含む複数の第１のデータパケット（２４）にアクセスすること（４１）と、第１の個数の前記第１のデータパケット（２６）を、或る時間帯にわたって受信機へ送信される可能性のある候補データパケットとして識別すること（４２）と、選択された前記候補データパケットの誤り訂正情報を含む第２のデータパケット（２８）の第２の個数を増加させるように、候補データパケットの前記第１の個数を削減すること（４３）とを含み、前記第１の個数を削減するために除去された候補データパケットは、前記時間帯中に前記受信機へ送信されないことを含む。
【選択図】図５

Description

本発明による実施の形態は、データ処理及びデータ配信に関する。

有線ネットワーク及び無線ネットワークによるメディア配信は、重要性が増し続けている。
損失のあるパケットネットワークによるメディア配信の信頼性を高めるためにさまざまな技法が開発されてきた。
これらの技法には、前方誤り訂正（ＦＥＣ）、再送、誤り耐性符号化、及び誤り隠蔽、並びにこれらの手法のさまざまな組み合わせが含まれる。

メディア配信の信頼性を高めるために、多数のＦＥＣベースのストラテジーが開発されてきた。
おそらく最も一般的な手法では、十分なＦＥＣパケットがメディアストリームに追加され、送信中にメディアパケットのいずれが損失しても、損失したパケットの総数がしきい値よりも小さい限り、受信機（又はクライアント）は、送信されたすべてのデータ（メディア）パケットを回復することができるようになっている。
この手法は、すべてのメディアパケットを同等に取り扱い、すべてのパケットにわたって均一の誤り保護を提供する。このような手法は、すべてのパケットが保護されることを示すために「オール保護（protect all）」手法と呼ぶことができる。

別のＦＥＣベースの手法は、より重要度の高いデータを保護する一方、より重要度の低いデータを保護しないものである。
この手法は、パケットのサブセットのみが保護される一方、残りのパケットは保護されないことを示すために、「サブセット保護（protect subset）」手法と呼ぶことができる。
たとえば、パケット損失量が、「オール保護」手法を使用して適用することができる保護量よりも多くなると、「サブセット保護」手法が使用されて、より重要度の高いパケットを保護するように冗長性が割り当てられるようになる。
たとえば、メディアが、ムービングピクチャエキスパートグループ（ＭＰＥＧ）圧縮方式を使用して符号化（圧縮）されるとき、Ｉフレームのデータを搬送するメディアパケットは、一般に、Ｐフレーム又はＢフレームのデータを搬送するメディアパケットよりも重要度が高いとみなされる。
したがって、たとえば、利用可能な冗長性は、Ｉフレームのデータを搬送するメディアパケットに割り当てることができる。

「サブセット保護」手法では、より重要度の高いメディアパケットのそれぞれに冗長性を均一に割り当てることができる。
その手法に関する一変形は、メディアパケットの異なるサブセットに異なるレベルの保護を適用することである。
すなわち、利用可能な冗長性は、より重要度の高いメディアパケットに排他的に割り当てられず、その代わり、より重要度の低いメディアパケットと共有され、高いレベルの保護を受けるメディアパケットもあれば、低いレベルの保護を受けるメディアパケットもある。
異なるレベルの保護を異なるデータに提供することは、不均一誤り保護（ＵＥＰ）と呼ばれる。
上記ＭＰＥＧの例では、利用可能な冗長性の大きな割合を、Ｉフレームに関連付けられるメディアパケットを保護するために割り当てることができ、小さな割合を、Ｐフレームに関連付けられるメディアパケットを保護するために割り当てることができる一方、Ｂフレームは保護されない（冗長性が適用されない）場合がある。
この手法は、「ＵＥＰによる異なるサブセット保護（protect different subsets with UEP）」手法と呼ぶことができる。

予想されるパケット損失を克服するのに必要な個数のＦＥＣパケットを収容するための十分な帯域幅が存在する場合、「オール保護」手法が、一般に、使用する最良のストラテジーである。
しかしながら、「オール保護」手法がすべての損失したパケットの回復を可能にするための、ＦＥＣに利用可能な十分な帯域幅が存在しない状況では、受信機／クライアントにおいて再構成されるメディアの予想歪を減少させるか又はさらに最小にするために、残りのストラテジーのいずれを選択及び実施すべきであるかは明らかではない。

したがって、「オール保護」手法が、実行可能な選択肢でない時に用いることができるデータ保護ストラテジーに意義がある。

本発明による実施の形態は、データパケットの処理に関する。
一実施の形態では、第１のデータパケットのセットをアクセスする。
複数の第１のパケットを、ネットワークによって受信機へ送信される可能性のある候補データパケットとして識別する。
次に、第１のデータパケットの１つ又は複数についての誤り訂正情報を含む第２のデータパケットの個数を増加させることができるように、候補データパケットの個数を削減する。

添付図面は、本願に援用されて、本願の一部を成す。添付図面は、本発明の実施形態を示し、この説明と共に、本発明の原理を解説する働きをする。

本発明の実施形態を実施することができるシステムの要素を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に従って処理されるデータパケットを示すデータフロー図である。 本発明の一実施形態による受信デバイスと通信する送信デバイスを示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるデータパケットを処理する方法のフローチャートである。 本発明の一実施形態によるメディア配信システムの要素を示すブロック図である。

この説明で参照される図面は、特に言及がある場合を除き、一律の縮尺で描かれているものとして理解されるべきではない。

次に、本発明のさまざまな実施形態を詳細に参照する。
さまざまな実施形態の例は、添付図面に示されている。
本発明をこれらの実施形態と共に説明するが、実施形態は、本発明をこれらの実施形態に限定するように意図されていないことが理解されよう。
それどころか、本発明は、代替形態、変更形態、及び均等物を包含するように意図されている。
これらの代替形態、変更形態、及び均等物は、添付の特許請求の範囲によって画定される本発明の精神及び範囲内に含めることができる。
さらに、本発明の以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が述べられる。
それ以外の場合には、本発明の態様を不必要に不明瞭にしないように、既知の方法、手順、コンポーネント、及び回路は詳細に説明されていない。

本明細書で提供される説明及び例は、一般に、異なるタイプのデータに適用可能である。
特に、本明細書で提供される説明及び例は、メディアデータ（本明細書では、マルチメディアデータ又はメディアコンテンツとも呼ばれる）に適用可能である。
メディアデータの一例は、オーディオデータを伴ったビデオデータ、たとえば、サウンドトラックを有する映画、である。
このビデオデータは、さまざまな符号化標準規格のうちの任意のものを使用して圧縮（符号化）することができる。
このさまざまな符号化標準規格には、ムービングピクチャエキスパートグループ（ＭＰＥＧ）１／２／４、ＭＰＥＧ−４アドバンストビデオコーディング（ＡＶＣ）、Ｈ．２６１／２／３／４、ＪＰＥＧ（ジョイントフォトグラフィックエキスパートグループ）、モーションＪＰＥＧ２０００を含むＪＰＥＧ２０００、及び３−Ｄサブバンド符号化が含まれるが、これらに限定されるものではない。
また、メディアデータは、音声データ、オーディオデータ、画像データ、又はグラフィックスデータで構成することもできる。

図１は、本発明の実施形態を実施することができるシステムの要素を示すブロック図である。
図１の例では、システムは、デバイス１００として実装される。
デバイス１００は、送信機１１、コントローラ１２（たとえば、プロセッサ又はマイクロプロセッサ）、及びメモリ１３を備える。
一実施形態では、デバイス１００は、受信機１０も備える。受信機１０及び送信機１１は、有線通信又は無線通信のいずれかを行うことができる。
受信機１０は、たとえば、デバイス１００が連結されるネットワーク又はネットワークの或る部分にわたるパケット損失率又はパケット損失確率を識別する情報（フィードバック）を受信するのに使用することができる。

デバイス１００は、パケット化されたデータ又はパケット化されていないデータ（たとえば、メディアデータ）を処理することができる。
パケット化されていない場合、デバイス１００は、そのデータをデータ（メディア）パケットにパケット化することができる。

一実施形態では、デバイス１００は、コンテンツソースとして実装される。
別の実施形態では、デバイス１００は、中間ネットワークノードとして実装され、その場合、デバイス１００（受信機１０）は、ネットワークの上流ノードからデータ又はデータパケットを受信することができる。

メモリ１３は、データを記憶すると共に、デバイス１００によって受信されたデータ又はデバイス１００によってパケット化されたデータパケットを蓄積するのに使用することができる。

本発明の一実施形態に従って処理されるデータパケットは、図２のデータフロー図に表されている。
図２の例では、メディアコンテンツのインスタンス２２が、事前に符号化（圧縮）されて、メモリ１３に記憶されている。
一実施形態では、メディアコンテンツのインスタンス２２は、Ｍ個のデータ（メディア）パケット２４にパケット化される。

メディアコンテンツのインスタンス２２は、捕捉及び記録された映画若しくはライブイベント、又はリアルタイムで配布されるライブイベントのようなアイテムを含むことができる。
メディアコンテンツの或るインスタンスは、別のインスタンスと区別することができる。
たとえば、メディアコンテンツの第１のインスタンスは、或るタイトルを有することができ、メディアコンテンツの第２のインスタンスは、異なるタイトルを有することができる。

メディアコンテンツのインスタンスを区別する他の方法が存在する。
メディアコンテンツのインスタンスは、そのコンテンツが符号化される時に割り当てられたパケット識別子コード（ＰＩＤ）を使用すること等で識別することができる。
符号化器の出力は、エレメンタリストリームと呼ぶことができ、同じエレメンタリストリーム内のパケットは、同じパケット識別子コードＰＩＤを有する。
メディアコンテンツのインスタンスは、オブジェクト記述子（ＯＤ）を使用すること等で識別することもできる。
メディアコンテンツのインスタンスは、それ自身のＯＤ識別子を有する。
ＯＤは、メディアコンテンツのインスタンスのデータ又はサイド情報を有する１つ又は複数のストリームを指し示すエレメンタリストリーム記述子のリストを指し示すことができる。
メディアコンテンツのインスタンスは、知的財産識別（intellectual property identification）（ＩＰＩ）記述子を使用すること等で識別することもできる。
メディアコンテンツのインスタンスは、それ自身のＩＰＩ記述子を有する。
メディアコンテンツの複数のインスタンスが、同じＩＰＩ情報によって識別される場合、ＩＰＩ記述子は、別のエレメンタリストリーム又はＰＩＤへのポインタから構成することができる。
メディアコンテンツのインスタンスは、それ自身の統一資源位置指定子（ＵＲＬ）によって識別することもできる。
メディアコンテンツの或るインスタンスを別のインスタンスと区別するための他の方法も存在し得る。

一実施形態では、メディアパケット２４は、相互に独立して復号可能である。
具体的には、復号器（図３参照）が、何らかの単一のメディアパケットを受信した場合、復号器は、（他のデータパケットのいずれにもアクセスする必要なく）そのパケットを復号して、有用な信号を生成することができる。
いくつかの場合には、より多くのメディアパケットが正確に受信されるにつれて、復号された信号の品質を改善することができる。
たとえば、復号器がメディアパケット２４のいずれか１つを受信する限り、復号器は、メディアコンテンツ２２のインスタンスの対応する部分の有用なバージョンを復号して再構成することができる。
復号器が、２つのメディアパケットを受信した場合、復号器は、その部分の相対的に改善されたバージョンを復号して再構成することができる。
すべてのメディアパケットが受信された場合、品質はその最も高いものになる。
いくつかの場合には、最も高い度合いの品質を達成するのに必要なデータを単一のメディアパケットに含めることができる。
いくつかの場合には、復号を行うことが可能になる前に、メディアパケットの大きなグループを受信することが必要な場合がある。

一実施形態では、誤り訂正（ＥＣ）情報を含む１つ又は複数のデータパケットを生成するために、誤り訂正技法がメディアパケット２４に適用される。
一実施形態では、前方誤り訂正（ＦＥＣ）技法が使用される。このような技法は、当該技術分野で既知である。

「データパケット」という用語は、本明細書では、データ（たとえば、メディアデータ）を含むデータパケットを指すのに使用される場合もあるし、ＥＣ情報を含むデータパケットを指すのに使用される場合もある。
データ（たとえば、メディアデータ）を含むデータパケットをＥＣ情報を含むデータパケットと区別して、論述を簡単にするために、「メディアパケット」又は「第１のデータパケット」という用語を使用して、メディアデータを含むデータパケットを指す場合があり、また「ＥＣパケット」又は「第２のデータパケット」という用語を使用して、誤り訂正情報を含むデータパケットを指す場合がある。

以下の論述から分かるように、本発明の実施形態によれば、メディアパケットの個数及びＥＣパケットの個数は、受信（クライアント）デバイスにおけるメディア品質を改善し、場合によっては最大にする（又は、逆に、歪の量を削減するか、又は場合によっては最小にする）ために繰り返し変更される。
より具体的には、本発明の実施形態によれば、より多くのＥＣパケットをメディアパケットの代わりに送信することができるように、１つ又は複数のメディアパケットを意図的に且つ先制して「廃棄」することが有益なときは、そのような「廃棄」を行うことができる。
換言すれば、帯域幅の制約又は他の考慮すべき事項が、単位時間当たりに送信することができるデータパケットの個数を制限する場合、１つ又は複数のメディアデータパケットを「廃棄」して、同様の個数の追加のＥＣパケット用の空き場所を作成することができる。

メディアデータパケットは、「廃棄される」ように説明されるが、メモリ１３にまだ存在し得るという意味で実際には廃棄されていない場合がある。
一方、メディアデータパケットは、一定の時間帯に受信デバイスへ送信することができる候補として識別されていたが、出力ストリームから廃棄（除去）され、少なくともスケジューリングされた時間帯でない時に受信デバイスへ送信されないという意味で廃棄される。

図３は、リンク３２を介して受信（クライアント）デバイス３００と有線通信又は無線通信するデバイス１００を示すブロック図である。
リンク３２は、デバイス１００と３００との間の直接リンクとなり得るもの、又は、デバイス１００と３００との間の通信パス上に１つ又は複数の他のネットワークデバイスが配置された間接リンクとなり得るものを表す。

図２の例では、メディアコンテンツ２２のインスタンスが、単位時間当たりＫ個のパケットの送信レート用に符号化される。
図３の例では、リンク３２は、単位時間当たりＮ個のパケットのスループットを有する。
ここで、Ｎは、Ｋよりも小さい場合もあるし、Ｋに等しい場合もあるし、Ｋよりも大きい場合もある。
リンク３２のスループットは、本明細書では、そのリンクの帯域幅と呼ばれる場合もあるし、統制データパケット送信レート又は制限データパケット送信レートと呼ばれる場合もある。
リンク３２が間接リンクを表し、したがって、介在するネットワークデバイス及びそれらの介在するデバイス間のリンクをトラバースする場合、統制データパケット送信レートは、リンク３２を構成するデバイス又はリンクのうちの任意の１つによって設定することができる。

リンク３２による送信中、パケットは、単位時間当たりＰ個のパケットの率で損失される場合がある。
このパケット損失率は、一定値の場合もあるし、時間と共に変化する場合もある。
パケット損失率は、多くの異なる方法で導出することができる。
たとえば、パケット損失率は、履歴情報を使用して推定することもできるし、リアルタイムで測定することもできる。
また、受信デバイス３００は、自身が受信したデータパケットの個数についてのフィードバックを提供することができ、デバイス１００は、そのフィードバックに基づいてパケット損失率を導出することもできる。

一実施形態では、受信デバイス３００は、一単位時間分のデータパケットを一時に復号する（たとえば、Ｎの帯域幅の場合、Ｎ個のデータパケットのブロックが単位時間当たり受信され、Ｎ個のデータパケットが一時に復号される）。
一実施形態では、受信デバイス３００は、ＥＣ復号器３４、及び、その後に続くメディア復号器３６を備える。
パケット損失量及び誤り保護の程度に応じて、伝送中に損失したいくつかのデータパケットは、ＥＣ復号器３４によって回復可能でない場合があり、したがって、メディア復号器３６に利用不能である。
再構成されたメディアの品質は、受信されてＥＣ復号され、そしてメディア復号器３６に利用可能であるデータパケットによって少なくとも部分的に決まる。
メディアパケット「ｉ」が利用不能であることによって、再構成されたメディア内に導入された歪は、Ｄ（ｉ）として表すことができる。

図２及び図３の双方を参照して、符号化レートＫが送信レートＮよりも小さい場合には、ＮマイナスＫ（Ｎ−Ｋ）個のデータパケットをＥＣパケットとして使用することができる。
Ｎ−Ｋ個のＥＣパケットが、Ｋ個のメディアパケットにとって十分なレベル又は所望のレベルの冗長性を提供する場合には、本明細書で前述した「オール保護」手法を利用することができる。
一方、Ｎ−Ｋが、所望のレベルの保護を提供するほど十分大きくない場合、又は、ＫがＮ以上である場合には、本発明による実施形態は、従来の手法と比較して利点を有する。

本発明の実施形態によれば、メディアパケット２４、又は、それらのメディアパケットのサブセットが、処理のためにメモリ１３からアクセスされる（読み出されるか又は取り出される）。
一般に、Ｋ個のメディアパケットのセット２６が、処理のために一時にアクセスされる。
デバイス１００は、一単位時間分のデータパケットを一時に処理する（たとえば、Ｋの符号化レートの場合、Ｋ個のデータパケットのセットが単位時間当たり処理される）。

Ｋ個のメディアパケットのセット２６は、受信デバイス３００へ送信される可能性のある候補メディアパケットと呼ぶことができる。
パケット損失率Ｐを指針として使用すると、デバイス１００は、候補メディアパケットのセット２６にとって十分な保護を提供するＥＣパケットの個数Ｙを求めることができる。
ＥＣパケットの個数ＹがＮ−Ｋ以下である場合、「オール保護」手法を使用することができる。
ＥＣパケットの個数ＹがＮ−Ｋよりも大きい場合、候補メディアパケットの個数は、個数ＹのＥＣパケットを収容するために削減される。
パケット損失率Ｐが与えられると、候補メディアパケット２７の残りの個数Ｘを保護するのに十分な個数ＹのＥＣパケット２８が存在するようになるまで、候補メディアパケットの個数を削減し続けることができる。
ここで、ＸにＹを加えたもの（Ｘ＋Ｙ）は、統制パケット送信レートＮを超えない。
論述を簡単にするために、候補メディアパケット２７の個数Ｘは、本明細書では「第１の個数」と呼ばれる場合があり、ＥＣパケット２８の個数Ｙは、本明細書では、「第２の個数」と呼ばれる場合がある。

一般に「オール保護」手法にとって十分な空き場所が存在しても、候補メディアパケットの個数を控え目に削減して、ＥＣパケットの追加の空き場所を可能にすることが依然として有用である場合があることに留意されたい。
その理由は、パケット損失が確率的な事象であり、損失したパケットの個数が、パケット損失率Ｐから大きく変化する場合があるためである。
たとえば、パケット損失率は、平均５パーセントとなる場合があるが、時に、４パーセントになる場合もあれば、６パーセントになる場合もあり、したがって、仮定されたパケット損失率を超えて起こり得るあらゆる増加をカバーするように追加のＥＣパケットを含めることが有用である場合がある。

メディアパケット２４、又は、Ｋ個のメディアパケットの各セット２６内のメディアパケットを、相対的な重要度の或る尺度に従ってランキングすることができる。
このランキングは、候補メディアパケットの個数を削減すると共に、保護パケットの追加の空き場所を提供するために、候補メディアパケットのいずれを除去（廃棄）すべきかを決定するのに使用することができる。
メディアパケットがランキングされた場合、より重要度の高いメディアパケットよりも先に重要度の低いメディアパケットを除去することができる。

異なる基準を使用して、メディアパケット２４又はそのサブセットをランキングすることもできる。
たとえば、メディアがＭＰＥＧを使用して符号化されるとき、Ｉフレームのデータを搬送するメディアパケットは、一般に、Ｐフレームのデータを搬送するメディアパケットよりも重要度が高いとみなされ、次に、Ｐフレームのデータを搬送するメディアパケットは、一般に、Ｂフレームのデータを搬送するメディアパケットよりも重要度が高いとみなされる。
したがって、Ｉフレームに関連付けられるメディアパケットには、最も高いランクを割り当てることができ、Ｐフレームに関連付けられるメディアパケットには、次に高いランクを割り当てることができ、Ｂフレームに関連付けられるメディアパケットには、最も低いランクを割り当てることができる。重要度の観点からの同様のランキングは、スケーラブル画像符号化、スケーラブルビデオ符号化、スケーラブル音声符号化、スケーラブルオーディオ符号化、及びスケーラブルグラフィックス符号化を含むさまざまなタイプのスケーラブル符号化に使用することができる。
これらのスケーラブル符号器は、通常、メディアパケット２４又はそのサブセットをランキングするのに使用することができる、符号化されたメディアデータの自然な順序を生成する。
より複雑なランキング方式を利用することもでき、その結果、各メディアパケットには、ランキングにおける一意の場所が割り当てられる。

一実施形態では、メディアパケットを送信しないことに関連した影響が、メディアパケット２４又はそのサブセットのそれぞれについて求められる。
このような一実施形態では、メディアパケット「ｉ」が利用不能であることによって、再構成されたメディア内に導入された歪の量Ｄ（ｉ）を使用して、Ｋ個のメディアパケットの各セット２６内のメディアパケットがランキングされる。
このような実施形態では、加えられる追加のＥＣパケットの空き場所を作成するために、たとえば、最も低いＤ（ｉ）を有する候補メディアパケットをセット２６から除去することができる。
１つのＥＣパケットの追加が、セット２６に残っているメディアパケットを保護するのに十分でない場合、別のＥＣパケットを追加することができるように、次に低いＤ（ｉ）を有する候補メディアパケットをセットから除去することができ、ＥＣパケットの個数が、セット２６に残っているメディアパケットの個数を保護するのに十分となるまで、これを繰り返すことができる。

代替的に、予想歪が基準又はしきい値を満たすまで、Ｄ（ｉ）が増加する順序でセット２６からメディアパケットを除去して、対応する個数のＥＣパケットを追加することもできる。
たとえば、この検索は、セット２６のパケットに関連付けられるＤ（ｉ）に基づいて受信デバイス３００における予想歪を最小にするために行うことができる。
増加するＤ（ｉ）によって順序付けられたＫ個のメディアパケットの場合、Ｋ個のオプションしか調べられないことに留意されたい。
すなわち、０個のメディアパケットの除去、１つのメディアパケットの除去、２つのメディアパケットの除去、…、又はＫ−１個のメディアパケットの除去しか調べられない。

代替的に、セット２６から廃棄するためのメディアパケットの異なるサブセットを考慮することもできる。
たとえば、これらのサブセットは、パケットの対若しくはパケットの三つ組、又は、より一般的にはパケットの任意のサブセットとすることができる。
これらのサブセットのそれぞれの重要度は、そのサブセットに関連した歪によって定量化することができ（たとえば、サブセットのそれぞれにおけるパケットのＤ（ｉ）の合計）、次に、サブセット自体を重要度の観点から順序付けることができる。

パケット又はサブセットの重要度は、（たとえば、平均自乗誤差歪又は知覚歪によって測定されるような）絶対重要度とすることもできるし、相対歪とすることもできることに留意されたい。

誤り訂正技法が冗長性を追加するのに利用されることは、残りの候補メディアパケットのすべてに適用される場合もあるし、そうとは限らない場合もあり、また残りの候補データパケットのすべてに均一に適用される場合もあるし、そうとは限らない場合もある。
すなわち、上記で解説したように、追加のＥＣパケットを可能にするために、候補メディアパケットのうちのいくつかが除去された可能性がある後に、Ｘ個の候補メディアパケット２８が残っている。
一実施形態では、利用可能な冗長性は、残りの候補メディアパケット２８のすべてに均一に適用される。
別の実施形態では、残りの候補メディアパケット２８のサブセットが識別され、利用可能な冗長性は、そのサブセット内のメディアパケットにのみ適用される。
別の実施形態では、残りのメディアパケット２８の異なるサブセットが識別され、利用可能な冗長性は、メディアパケットのさまざまなサブセットに不均一に適用される。
すなわち、或るサブセットには、別のサブセットよりも利用可能な冗長性を多く割り当てて、或るサブセットに別のサブセットよりも高いレベルの保護を提供することができる。
どのメディアパケットを保護すべきか及びいずれの程度保護すべきかについての決定は、たとえば、メディアパケットの相対的な重要度に基づくことができる。

符号化レートＫが８であり、利用可能な帯域幅Ｎが９である一例を考える。
これは、メディアパケットの個数が削減されない限り、１つのＥＣパケット（Ｎ−Ｋ＝１）の空き場所しかないことを意味する。
この例では、満足なレベルの冗長性を達成するために、候補メディアパケットの２つが除去され、候補メディアパケットの残りの個数Ｘが６になり、ＥＣパケットの個数Ｙが３となるようにされる。
一実施形態では、これらの３つのＥＣパケットを使用して、残りのメディアパケットの６つすべてを均一に保護する。
別の実施形態では、これらの３つのＥＣパケットを使用して、残りのメディアパケットを不均一に保護することができる。
たとえば、６つの候補メディアデータパケットのサブセットのみ（たとえば、候補メディアのうちの重要度の最も高い４つのみ）を保護することができる。
代替的に、ＥＣパケットのうちの２つを重要度の最も高い候補メディアパケットの第１のサブセットに割り当てることができる一方、もう１つのＥＣパケットを、より重要度の低い候補メディアパケットの第２のサブセットに割り当てることができる（たとえば、２つのＥＣパケットを候補メディアパケットのうちの重要度の最も高い３つに割り当てることができ、１つのＥＣパケットを他の３つの候補メディアパケットに割り当てることができる）。

図４は、本発明の一実施形態によるデータパケットを処理する方法のフローチャート４００である。
フローチャート４００には特定のステップが開示されているが、このようなステップは例示である。
すなわち、本発明の実施形態は、他のさまざまなステップ、又はフローチャート４００に列挙されたステップの変形を実行することにもよく適している。
フローチャート４００のステップは、提示したものとは異なる順序で実行することができ、フローチャート４００のステップのすべてが実行されるとは限らない場合がある。
フローチャート４００によって説明される方法のすべて又は一部は、コンピュータ可読で且つコンピュータ実行可能な命令を使用して実施することができる。
これらの命令は、たとえば、コンピュータシステムのコンピュータ使用可能媒体に存在する。
一実施形態では、フローチャート４００は、図１のデバイス１００によって実行される。

図４のブロック４１において、第１のデータパケットに、メモリ内でアクセスする。一実施形態では、第１のデータパケットはメディアデータを含む。

ブロック４２において、第１の個数の第１のデータパケットを、所与の時間帯にわたって受信機へ送信される可能性のある候補データパケットとして識別する。

ブロック４３において、候補データパケットの第１の個数を削減して、第２のデータパケットの第２の個数を、対応する量だけ増加させることができるようにする。
すなわち、第１の個数が１つだけ削減された場合、第２の個数は１つだけ増加される。
第１の個数に第２の個数を加えたものは、統制データパケット送信レートよりも大きくない。
第２のデータパケットは、候補データパケットのうちのすべて又は一部についての誤り訂正情報を含む誤り訂正パケットとして意図されている。

一実施形態では、第１のデータパケットは、相対的な重要度の尺度に従ってランキングされる。
このような実施形態では、ランキングは、第１の個数を削減するためにいずれの候補データパケットを除去すべきかを選択するのに使用される。
別のこのような実施形態では、第１のデータパケットを送信しないことに関連した影響（たとえば、歪の量）が定量化され、この定量化された影響を使用して、候補データパケットがランキングされる。
各メディアパケットのランキングに対応する情報は、メディアパケット（たとえば、各パケットのパケットヘッダ）又はメディアに関連付けられるファイル（たとえば、メディアトラックの各パケットの「ヒント」情報を提供するヒントトラック）に含まれる場合もあるし、メディアパケットコンテンツそれ自体から計算又は推定される場合もある。
各パケットの重要度を記述する情報は、さまざまな他の手段によって提供することもできる。

さらに別の実施形態では、異なる個数の第１のパケットを送信しないことに関連した影響（たとえば、歪の総量）が定量化される。
このような実施形態では、この影響がしきい値を満たすように、第１の個数の値及び第２の個数の値が選択される。
たとえば、品質又は歪の正味の影響が基準又はしきい値を満たすまで、第１のデータパケットを１つずつ除去することができ、ＥＣパケットを１つずつ追加することができる。

ブロック４４において、選択された第１のデータパケットが候補データパケットのセットから除去されると、第２のデータパケットがデータパケット損失率を補償するのに十分存在するようになるまで、誤り訂正技法を、セットに残っている第１のデータパケットの１つ又は複数であって最大すべてまでに適用する。

一実施形態では、誤り訂正技法を、セットに残っている第１のデータパケット（候補データパケット）のすべてに適用する。
別の実施形態では、第１の（候補）データパケットのサブセットが選択される。
誤り訂正技法を、第２の個数の第２のデータパケットを生成するように、サブセットに含まれる第１のデータパケットに適用する。

さらに別の実施形態では、第１の（候補）データパケットの第１のサブセット及び第２のサブセットが選択される。
このような一実施形態では、第１のサブセットに含まれるデータパケットは、第２のサブセットに含まれず、その逆も同様である。
誤り訂正技法は、第２の個数の第２のデータパケットの第１の部分を生成するように、第１のサブセットに含まれる第１のデータパケットに適用され、また、第２の個数の第２のデータパケットの第２の部分を生成するように、第２のサブセットに含まれる第１のデータパケットにも適用される。

一実施形態では、送信されるＸ個のメディアパケットをＹ個のＥＣパケットと共に受信機へ直接送信することができる。
これは、元のＸ個のメディアパケットがＸ＋Ｙ個の送信パケットに直接現れるため、組織的誤り訂正符号（systematic error correction code）と呼ばれる場合がある。
別の実施形態では、Ｘ個のメディアパケットを変換して、合計Ｘ＋Ｙ個の送信されるパケットを生成することができる。
この場合、送信パケットは、Ｘ個のメディアパケットに関連して変化するものであるが、正確にはそれらのパケットではない。
Ｘ個の入力パケットを取り、受信機へ送信されるＸ＋Ｙ個のパケットを生成するさまざまな誤り訂正技法が存在する。
誤り訂正技法の例には、パリティ方式、ハミング符号化、ＢＣＨ（ボース、レイ・チョードリ、オッカンガム）符号、ゴーレイ符号、リード・ソロモン符号、畳み込み符号、ターボ符号、消去符号（erasure code）、及びファウンテン符号が含まれるが、これらに限定されるものではない。

図５は、本発明の一実施形態によるメディア配信システム５００の要素を示すブロック図である。
図５の例では、メディアコンテンツのインスタンス２２を、単位時間当たりＫ個のパケットの送信レート用に符号化器５１によって符号化する。
符号化されたメディアデータを、後に送信するためにオプションとしてストレージ５２に記憶する。
ストレージ５２は、符号化器５１又は送信機１００に存在することもできるし、別個の要素とすることもできる。
代替的に、符号化されたメディアデータを、配信のために送信機１００へ直接送信する。Ｋ個のメディアパケット（たとえば、候補メディアパケット）のセット２６に、処理のために一時にアクセスする。
送信機１００は、たとえば、パケット損失率を指針として使用して、メディアパケットのセット２６を保護するのに十分なＥＣパケットの個数Ｙを求めることができる。
送信レートＮについて、Ｎ−ＫがＹよりも大きい場合、「オール保護」手法を使用することができる。
そうでない場合、ＥＣパケットの空き場所をより多く可能にするために、候補メディアパケットの個数を削減する。
一般に、「オール保護」手法に十分な空き場所が存在する場合であっても、候補メディアパケットの個数を控え目に削減して、ＥＣパケットの追加の空き場所を可能にすることが依然として有用である場合があることに留意されたい。
その理由は、パケット損失が確率的な事象であり、損失したパケットの個数が、仮定されたパケット損失率から大きく変化する場合があるためである。

たとえば、パケットセレクタ５３は、各メディアパケットの相対的な重要度についての情報を使用して、送信するための候補メディアパケットのサブセットを選択する。
これらは、個数Ｘの残りの候補メディアパケット２７として識別される。
誤り訂正器５４は、残りの候補メディアパケット２７の誤り訂正情報を生成する。
誤り訂正情報は、個数ＹのＥＣパケット２８に含まれる。送信機１００の出力は、単位時間当たりＮ個のパケットである。
ここで、Ｎ個のパケットは、個数Ｘの残りの候補データパケット及び個数ＹのＥＣパケットを含む。

要約すれば、本発明による実施形態は、「オール保護」手法が実行可能な選択肢でない時に用いることができるデータ保護ストラテジーを提供する。
これらの実施形態によれば、データ（たとえば、メディアデータ）の或るサブセットは、まず、データの別のサブセットを「廃棄」することによって保護される。
送信及び保護するためのデータのサブセットは、メディアパケットの相対的な重要度の知識に基づいて選択することができ、この相対的な重要度は、配信されたメディアの品質に対する各メディアパケットの影響に基づくことができる。
より具体的には、送信されるメディアパケットの個数は、追加の誤り訂正パケットの空き場所を作成するために削減され、重要度が高いとみなされるデータの部分の保護の増大が提供される。
データパケット損失をメディア配信に意図的に導入することは、直観に反するように見えるかもしれないが、出力ストリームからいずれのメディアパケットを除去し、いずれのメディアパケットを送信及び保護するのかを適切に選択することによって、配信されるメディアの品質を維持又は増大することができる。
詳細には、送信からデータを明示的に除去することによって、誤り訂正用の追加の空き場所が得られ、この空き場所は、その後、より重要度の高い残りのデータの改善された保護を提供するのに使用される。

本発明による実施形態は、事前に符号化され記憶されているデータ（たとえば、ビデオオンデマンド）に有用であるのと同様に、リアルタイムで符号化されているデータにも有用である。
本発明による実施形態は、データが事前に符号化されて記憶されている時に特に有用である。
その理由は、このような状況では、データを所与のパケット配信レート用に符号化することができるからであり、送信デバイスが、帯域幅の制約を満たすため又は送信される十分な個数の誤り訂正パケットの必要な空き場所を提供するために、異なるパケット配信レートでデータを再符号化することが可能でない場合があるためである。

本明細書の論述は、一例としてメディアデータを使用したが、上述したように、本発明による実施形態は一般に、異なるタイプのデータにも適用可能である。

本発明の実施形態は、上記のように説明される。本発明を特定の実施形態で説明してきたが、本発明は、このような実施形態によって限定されるものと解釈されるべきでなく、それどころか、以下の特許請求の範囲に従って解釈されるべきであることが認識されるべきである。

１０・・・受信機
１１・・・送信機
１２・・・コントローラ
１３・・・メモリ
１００・・・デバイス
２２・・・メディアコンテンツのインスタンス
２４・・・メディアパケット
２６・・・メディアパケットのセット
２７・・・残りの候補メディアパケット
２８・・・誤り訂正パケット
３２・・・リンク
３４・・・ＥＣ復号器
３６・・・メディア復号器
３００・・・受信デバイス
５１・・・符号化器
５２・・・ストレージ
５３・・・パケットセレクタ
５４・・・誤り訂正器
５５・・・再構成されたメディアコンテンツ

Claims (10)

1. データを含む複数の第１のデータパケット（２４）にアクセスすること（４１）と、
   第１の個数の前記第１のデータパケット（２６）を、或る時間帯にわたって受信機へ送信される可能性のある候補データパケットとして識別すること（４２）と、
   選択された前記候補データパケットの誤り訂正情報を含む第２のデータパケット（２８）の第２の個数を増加させるように、候補データパケットの前記第１の個数を削減すること（４３）と
   を含むデータパケットを処理する方法（４００）であって、
   前記第１の個数を削減するために除去された候補データパケットは、前記時間帯中に前記受信機へ送信されない
   方法。
2. 前記方法は、
   前記第１の個数を削減するために候補データパケットを廃棄すること（４３）と、
   前記第２の個数を対応する量だけ増加させること（４３）と
   をさらに含み、
   前記廃棄すること及び前記増加させることは、データパケット損失率を補償するのに十分な前記第２のデータパケットが存在するようになるまで行われる
   請求項１に記載の方法。
3. 相対的な重要度の尺度に従って前記第１のデータパケットをランキングすること（４３）と、
   前記ランキングの結果を使用して、前記第１の個数を削減するために除去する候補データパケットを選択すること（４３）と
   をさらに含む
   請求項１に記載の方法。
4. 第１のデータパケットを送信しないことに関連した影響を定量化すること（４３）と、
   前記定量化の結果を前記ランキングに使用すること（４３）と
   をさらに含む
   請求項３に記載の方法。
5. 異なる個数の前記第１のデータパケットを送信しないことに関連した影響を定量化すること（４３）と、
   前記影響が基準を満たすように、前記第１の個数の値及び前記第２の個数の値を選択すること（４３）と
   をさらに含む
   請求項１に記載の方法。
6. 前記影響は、再構成された前記データ内に導入される歪の量を含み、
   前記基準は、前記歪の量が前記複数の第１のデータパケットについて最小にされる時に満たされる
   請求項５に記載の方法。
7. 前記第１の個数及び前記第２の個数の値は、すべての選択された前記候補パケットを保するのに十分な第２のデータパケットが存在するように選択される
   請求項１に記載の方法。
8. 前記第１のデータパケットのサブセットを選択すること（４４）と、
   前記サブセットに含まれる第１のデータパケットに誤り訂正技法を適用して、前記第２の個数の第２のデータパケットを生成すること（４４）と
   をさらに含む
   請求項１に記載の方法。
9. 前記第１のデータパケットの第１のサブセット及び第２のサブセットを選択すること（４４）と、
   前記第１のサブセットに含まれる第１のデータパケットに誤り訂正技法を適用して、前記第２の個数の第２のデータパケットの第１の部分を生成すること（４４）と、
   前記第２のサブセットに含まれる第１のデータパケットに前記誤り訂正技法を適用して、前記第２の個数の第２のデータパケットの第２の部分を生成すること（４４）と
   をさらに含む
   請求項１に記載の方法。
10. データパケットを処理するためのデバイス（１００）であって、前記デバイスは、
    前記デバイスと受信デバイス（３００）との間のリンク（３２）によってデータを送信するように動作可能な送信機（１１）であって、前記リンクは或る帯域幅を有する、送信機（１１）と、
    前記送信機に結合され、前記データを含む複数の第１のデータパケット（２４）を記憶するように動作可能なメモリ（１３）と、
    前記メモリに結合され、前記第１のデータパケットを処理するように動作可能なプロセッサ（１２）であって、
    前記処理は、
    第１の個数の前記第１のデータパケットを、前記リンクを介して送信される可能性のある候補データパケット（２６）として選択することと、
    次に、選択された前記候補データパケットの誤り訂正情報を含む第２のデータパケット（２８）の第２の個数を増加させることができるように、候補データパケットの前記第１の個数を削減することと
    を含み、
    前記第１の個数に前記第２の個数を加えたものは、前記帯域幅に対応する制限によって制約される
    プロセッサ（１２）と
    を備え、
    前記削減することによって除去された候補データパケットは、前記リンクを介して送信されない、デバイス。

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