JP2010087827A - 送信装置、受信装置、送信方法、受信方法、プログラム、及び、記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】受信環境や用途などに応じて、受信方法の選択肢を受信機側に与えるとともに、受信側での消費電力を低減することができる、メディアデータの伝送方法を実現すること。
【解決手段】メディアデータをスケーラブル符号化することによって、ベースレイヤーストリーム３０２とエンハンスレイヤーストリーム３０３とを生成するスケーラブル符号化部１１と、これらのストリームの伝送期間と伝送速度とを設定する配合計画部１２と、これらのストリームが設定された伝送期間に設定された伝送速度で伝送されるように、これらのストリームを多重した多重化ストリーム３０４を生成する配合多重部１３と、配合計画部１２により設定された伝送期間を示す配合計画情報３１１と多重化ストリーム３０４とを送信する送出部１５と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、データをスケーラブル符号化して送信する送信装置、送信方法、送信プログラムに関する。また、データを受信してスケーラブル復号する受信装置、受信方法、受信プログラムに関する。

メディアデータを符号化し、放送や通信のような伝送系を用いて伝送するシステムが普及している。

符号化したデータを受信する受信機は多種多様である。例えば、画面サイズが４０インチを越える大画面テレビもあれば、画面サイズが３インチ程度の携帯電話といったものもある。また、受信して表示する処理能力が高いものもあれば、低いものもある。さらに、伝送系は有線もあれば、無線もある。また、伝送系によってエラー率も異なる。このように受信機を取り巻くパラメータは非常に多岐にわたる。

送信機は、このように多様な能力をもち、また、多様な状況下にある受信機にメディアデータを送出しなければならない。受信機毎に異なる方法で伝送データを送出する方法は簡単であるが、一般に伝送路の帯域は有限であるため現実的ではない。したがって、このような伝送システムにおいては、可能な限り効率よくデータを送出するための工夫が求められている。

このような要求に応えるための技術として、非特許文献１に記載されているスケーラブル符号化がある。

スケーラブル符号化とは、解像度やフレームレートなどの再生品質を受信機が選択可能な符号化方法である。具体的には、符号化機（送信機）がメディアデータを複数のストリームに分けて符号化し、復号機（受信機）がこれらのストリームの全部または一部を選択的に復号する方法である。スケーラブル符号化により符号化された複数のストリームのうちの１つをベースレイヤーストリーム、それ以外をエンハンスレイヤーストリームと呼ぶ。ベースレイヤーストリームは単体で復号でき、基本的な品質での再生を可能とするストリームである。

エンハンスレイヤーストリームは、ベースレイヤーストリームと組み合わせることにより復号でき、高品質な再生を可能とする、いわば追加ストリームである。なお、複数のエンハンスレイヤーストリームを組み合わせて復号することにより、さらに高品質な再生が可能となる。すなわち、復号機はベースレイヤーストリームとともに、エンハンスレイヤーストリームを使用するか否かによって、再生品質を選択することが出来る。

ところで、放送などの伝送系で用いられるＭＰＥＧ−２トランスポートストリームには、データカルーセル伝送というファイル転送方式がある。時間軸に従ってメディアの先頭から終端まで連続して送出するＰＥＳ方式とは異なり、データカルーセル伝送のファイル転送方式は同じデータを繰り返し送出することにより、伝送データを途中から受信することを許容し、これによりデータの完全性を求めるものである。

データカルーセル伝送のファイル転送方式においては、通常、ファイルを構成する全てのデータを受信および蓄積し、ファイルが完成して初めて再生を行えるようになる。データカルーセル伝送はファイルを細かくパケット化して伝送するため、途中データの脱落があったとしても、次の周期において、脱落したパケットの再取得が可能である。

しかしながら逆の見方では、１パケットでも脱落した場合は、受信機はファイルを完成させるために、少なくとももう一周のカルーセル周期を待たなければならない。すなわち、データが脱落し得る状況においては、データカルーセル伝送はファイルを完成させるために時間がかかるという特性がある。この特性は、受信機の操作応答時間の低下を招く。また、モバイル受信機にとっては、受信時間が長くなるために、電力消費が大きくなるという問題を引き起こす。

データ放送における類似の問題を解決するために、特許文献１にはデータ放送の伝送を効率よく行うシステムが開示されている。具体的には、まずデータ放送を構成する複数のページのうち、アクセス頻度の多いトップページと、アクセス頻度の少ない枝葉のページとに分類する。続いて、それぞれのページを別々にカルーセル化する。そして、トップページを短い周期で伝送することにより、トップページの受信時間を短縮する。

この方法は、スケーラブル符号化にも応用することができる。すなわち、ベースレイヤーストリームの送出周期を短くすることにより、全データを受信する時間よりもベースレイヤーストリームを受信する時間を短くすることができる。

また、別の解決方法として、特許文献２の方法が開示されている。この方法は、ラプター符号と呼ぶ符号化方式を応用することにより、データが欠落し得る環境において比較的短い時間でデータを取得する方法である。具体的には、伝送したいデータに冗長度を持たせて符号化し、時間方向に分散させて伝送する。このような構成により、ラプター符号を受信する受信機は、全データのうち任意の場所における一定以上の割合のデータを受信できれば元のデータを復号できる。

この符号化方式をカルーセル方式に応用すると、データの脱落があったとしても一周期のうち一定割合以上のパケットを受信できればデータを復号可能である。したがって、データ取得のためにもう一周待つ必要がない。
ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６−２：２００４ ＭＰＥＧ−４ Ｖｉｄｅｏ規格（平成１６年７月公開） 特開平１１−３４６１９８号公報（平成１１年１２月１４日公開） 特表２００３―５２１６６９号公報（平成１５年７月１５日公開）

しかしながら、特許文献１に記載の方法においては、ベースレイヤーストリームの受信を完了するまでに要する時間が、従来の方法を用いてベースレイヤーストリームのみを単純に受信する場合よりも長くなる。さらに、エンハンスレイヤーストリームも受信する場合には、より一層長い時間を要する。

また、特許文献２に記載の方法においては、冗長な符号化であるが故、受信環境が良い場合には、本来受信に要する時間よりも長い時間を要してしまう。

上述したように受信機を取り巻くパラメータは多岐にわたっているため、従来あるどのような送信方法を用いたとしても、状況によって上記のような問題を生じる。つまり、多様な状況に柔軟に対応することができない。

本発明は、これら問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、受信環境や用途などに応じて、受信方法の選択肢を受信機側に与えるとともに、受信側において、できるだけ短い受信時間で受信を完了することによって、消費電力を低減することができる、メディアデータの送信方法を実現することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る送信装置は、メディアデータをスケーラブル符号化することによって、ベースレイヤーストリームとエンハンスレイヤーストリームとを生成する符号化手段と、上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームの伝送期間と伝送速度とを設定する設定手段と、上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームが上記設定手段により設定された伝送期間に上記設定手段により設定された伝送速度で伝送されるよう、上記ベースレイヤーストリームと上記エンハンスレイヤーストリームとが多重された多重化ストリームを生成する生成手段と、上記設定手段により設定された伝送期間を示す伝送期間情報と上記多重化ストリームとを送信する送信手段と、を備えている、ことを特徴としている。

本発明に係る上記設定手段は、上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームの何れか一方の伝送期間を夜間に設定する、ことが好ましい。

本発明に係る上記設定手段は、上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームの伝送期間と伝送速度とを、上記多重化ストリームを受信する受信装置からの再送要求に応じて再設定する、ことが好ましい。

本発明に係る上記設定手段は、上記ベースレイヤーストリームの伝送期間を、上記エンハンスレイヤーの伝送期間より前に設定する、ことが好ましい。

本発明に係る上記送信手段は、上記伝送期間情報と上記多重化ストリームとを別の伝送路を介して送信する、ことが好ましい。

本発明に係る上記送信手段は、上記伝送期間情報と上記多重化ストリームとを同一の伝送路を介して送信する、ことが好ましい。

本発明に係る上記送信手段は、上記設定手段により設定された伝送速度を示す伝送速度情報を送信する、ことが好ましい。

上記課題を解決するために、本発明に係る受信装置は、多重化ストリームと、該多重化ストリームに多重されたベースレイヤーストリームおよびエンハンスレイヤーストリームが伝送される伝送期間を示す伝送期間情報とを受信する受信手段と、上記多重化ストリームを逆多重化することによって、上記ベースレイヤーストリームと上記エンハンスレイヤーストリームとを生成する生成手段と、上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームの少なくとも何れかをスケーラブル復号する復号手段と、上記受信手段を制御する受信制御手段であって、上記伝送期間情報に基づいて設定した受信期間に限って上記受信手段を動作させる、ことを特徴としている。

本発明に係る上記受信制御手段は、上記多重化ストリームに多重されたストリームのうち上記復号手段によってスケーラブル復号されるストリームの伝送期間に、上記受信期間を合致させる、ことが好ましい。

本発明に係る上記受信制御手段は、上記多重化ストリームのカルーセル伝送周期のうち、上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームの伝送パターンが所定の伝送パターンに符合するカルーセル伝送周期に、上記受信期間を合致させる、ことが好ましい。

本発明に係る上記所定の伝送パターンは、ユーザーにより選択された伝送パターンである、ことが好ましい。

本発明に係る上記復号手段は、上記多重化ストリームに多重されたストリームのうち、スケーラブル復号されるストリーム全体の受信が完了する前に、該ストリームの復号を開始する、ことが好ましい。

本発明に係る上記復号手段は、上記ベースレイヤーストリームのみを復号しているときに、上記エンハンスレイヤーストリームの部分であって、上記ベースレイヤーストリームの今後復号する部分に対応する部分が既に受信されているかを判定し、既に受信されていると判定された場合、上記ベースレイヤーストリームと上記エンハンスレイヤーストリームとを復号するように復号態様を切り替える、ことが好ましい。

本発明に係る受信装置は、上記受信手段が上記多重化ストリームの受信に失敗し、上記生成手段が上記ベースレイヤーストリームまたは上記エンハンスレイヤーストリームの一部分を生成することができなかったときに、当該部分を今後生成する機会があるか否かを上記伝送情報に基づいて判定する判定手段と、上記部分を今後生成する機会がないと判定された場合、上記多重化ストリームを送信する送信装置に、上記多重化ストリームの再送信を要求する要求手段と、を更に備えている、ことが好ましい。

上記課題を解決するために、本発明に係る送信方法は、メディアデータをスケーラブル符号化することによって、ベースレイヤーストリームとエンハンスレイヤーストリームとを生成する符号化工程と、上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームの伝送期間と伝送速度とを設定する設定工程と、上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームが上記設定工程にて設定された伝送期間に上記設定工程にて設定された伝送速度で伝送されるよう、上記ベースレイヤーストリームと上記エンハンスレイヤーストリームとが多重された多重化ストリームを生成する生成工程と、上記設定手段により設定された伝送期間を示す伝送期間情報と上記多重化ストリームとを送信する送信工程と、を含んでいる、ことを特徴としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る受信方法は、多重化ストリームと、該多重化ストリームに多重されたベースレイヤーストリームおよびエンハンスレイヤーストリームが伝送される伝送期間を示す伝送期間情報とを受信する受信工程と、上記多重化データを逆多重化することによって、上記ベースレイヤーストリームと上記エンハンスレイヤーストリームとを生成する生成工程と、上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームの少なくとも何れかをスケーラブル復号する復号工程と、を含み、上記受信工程における上記多重化ストリームの受信は、上記伝送期間情報に基づいて設定した受信期間に限って行なわれる、ことを特徴としている。

なお、上記送信装置および受信装置は、コンピュータによって実現してもよい。この場合、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記送信装置および受信装置をコンピュータにおいて実現するプログラム、およびそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明に係る送信装置は、メディアデータをスケーラブル符号化することによって、ベースレイヤーストリームとエンハンスレイヤーストリームとを生成する符号化手段と、上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームの伝送期間と伝送速度とを設定する設定手段と、上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームが上記設定手段により設定された伝送期間に上記設定手段により設定された伝送速度で伝送されるよう、上記ベースレイヤーストリームと上記エンハンスレイヤーストリームとが多重された多重化ストリームを生成する生成手段と、上記設定手段により設定された伝送期間を示す伝送期間情報と上記多重化ストリームとを送信する送信手段と、を備えている。

したがって、受信環境や用途などに応じて、受信方法の選択肢を受信機側に与えるとともに、受信側での消費電力を低減することができる、メディアデータの送信方法を実現することができる。

本発明の一実施形態について図面に基づいて説明すれば以下のとおりである。

（スケーラブルストリーム送信機）
まず、本実施形態に係るスケーラブルストリーム送信機１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、スケーラブルストリーム送信機１の構成を示すブロック図である。スケーラブルストリーム送信機１は、スケーラブル符号化部１１、配合計画部１２、配合多重部１３、配合計画情報配列生成部１４、および、送出部１５を備えている。

スケーラブル符号化部１１は、メディアデータ３０１をスケーラブル符号化することによって、ベースレイヤーストリーム３０２とエンハンスレイヤーストリーム３０３とを含むスケーラブルストリームを生成する。

エンハンスレイヤーストリーム３０３は、単一の、あるいは、複数のストリームにより構成することができる。本実施形態においては、エンハンスレイヤーストリーム３０３が２つのストリーム３０３ａおよび３０３ｂにより構成されるものとする。

配合計画部１２は、配合計画を定める。ここで、配合計画を定めるとは、ベースレイヤーストリーム３０２およびエンハンスレイヤーストリーム３０３の各々を分割して得られる各セグメントの伝送期間（伝送開示時刻および伝送終了時刻）を定めることである。配合計画の具体例については、参照する図面を替えて後述する。

そして、配合計画部１２は、各時刻におけるベースレイヤーストリーム３０２およびエンハンスレイヤーストリーム３０３の配合率を配合計画に基づいて決定するとともに、決定した配合率を示す配合率情報３１０を配合多重部１３に与える。

配合多重部１３は、スケーラブル符号化部１１によって生成されたベースレイヤーストリーム３０２とエンハンスレイヤーストリーム３０３とを、配合計画部１２から与えられた配合率情報３１０に示された配合率で多重した多重化ストリーム３０４を生成する。配合多重部１３の構成例については、参照する図面を替えて後述する。

なお、配合計画部１２は、例えば、時刻ｔにおいて伝送されるセグメントのデータサイズを、そのセグメントの伝送時間（伝送終了時刻と伝送開始時刻の差）で除算することによって時刻ｔにおけるそのストリームの伝送速度を決定し、更に、時刻ｔにおけるそのストリームの伝送速度を、多重化ストリーム３０４の伝送速度（または伝送路の帯域幅）で除算することによって、時刻ｔにおけるそのストリームの配合率を決定することができる。

また、配合計画部１２は、ベースレイヤーストリーム３０２およびエンハンスレイヤーストリーム３０３の各々を分割して得られるセグメント毎に配合計画情報３１１を生成するとともに、生成した配合計画情報３１１を配合計画情報配列生成部１４に与える。配合計画情報３１１の具体例については、参照する図面を替えて後述する。

配合計画情報配列生成部１４は、配合計画部１２から与えられた配合計画情報３１１の各々をビット列（またはテキスト列）に変換した後、これらのビット列（またはテキスト列）を連結することによって配列を生成する。そして、生成した配列にヘッダ情報（その配列のデータサイズやその配列が配合計画情報配列であることを示す識別子など）を追加することによって配合計画情報配列３１２を生成する。

送出部１５は、配合多重部１３によって生成された多重化ストリーム３０４に、配合計画情報配列生成部１４によって生成された配合計画情報配列３１２を挿入することによって伝送データ３０５を生成する。例えば、多重化ストリーム３０４がＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム形式のストリームである場合、多重化ストリーム３０４のパディングパケットを、セクションパケット化された配合計画情報配列３１２に置換することによって、伝送データ３０５を生成する。生成された伝送データ３０５は伝送路を介してスケーラブルストリーム受信機２に伝送される。

次に、配合計画部１２によって定められる配合計画、および、配合計画部１２によって生成される配合計画情報の具体例について、図２を参照して説明する。

図２（ａ）は、スケーラブル符号化されたメディアデータ３０１の具体例を示す図である。レイヤーデータ３０２’は、ベースレイヤーストリーム３０２として伝送されるデータを表し、レイヤーデータ３０３ａ’および３０３ｂ’は、それぞれ、エンハンスレイヤーストリーム３０３ａおよび３０３ｂとして伝送されるデータを表す。

各レイヤーデータには、レイヤー番号が割り振られる。同図に示した例では、ベースレイヤーストリームとして伝送されるレイヤーデータ３０２’のレイヤー番号を１とし、また、エンハンスレイヤーストリームとして伝送されるレイヤーデータ３０３ａ’および３０３ｂ’のレイヤー番号をそれぞれ２および３としている。

各レイヤーデータは、それぞれ、１以上のセグメントに分割される。同図に示した例では、ベースレイヤーストリームとして伝送されるレイヤーデータ３０２’が、３つのセグメントＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３に分割されており、また、エンハンスレイヤーストリームとして伝送されるレイヤーデータが３０３ａ’および３０３ｂ’が、それぞれ、３つのセグメントＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３およびＳ３１，Ｓ３２，Ｓ３３に分割されている。

各セグメントの開始位置および終了位置は、開始インデックスおよび終了インデックスにより特定される。同図に示した例では、セグメントＳ１１，Ｓ２１，Ｓ３１の開始位置および終了位置が、それぞれ、開始インデックスａ０およびａ１により特定され、セグメントＳ１２，Ｓ２２，Ｓ３２の開始位置および終了位置が、それぞれ、開始インデックスａ１およびａ２により特定され、セグメントＳ１３，Ｓ２３，Ｓ３３の開始位置および終了位置が、それぞれ、開始インデックスａ２およびａ３により特定される。

図２（ｂ）は、配合計画部１２によって定められる配合計画の具体例を示す図である。この配合計画は、時刻ｔ０からｔ１までの間、レイヤーデータ３０２’のセグメントＳ１１を８００Ｋｂｐｓで伝送し、時刻ｔ１からｔ２までの間、レイヤーデータ３０２’のセグメントＳ１２とレイヤーデータ３０３ａ’のセグメントＳ２１とをそれぞれ４００Ｋｂｐｓで同時に伝送し、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間、レイヤーデータ３０３ｂ’のセグメントＳ３１を６００Ｋｂｐｓで伝送するというものである。図示を省略したその他のセグメントについても、配合計画部１２によってその伝送期間が同様に定められている。

多重化ストリーム３０４の伝送速度を１Ｍｂｐｓとすると、同図に示した配合計画を実現するために、配合多重部１３は、時刻ｔ１からｔ２までの間、ベースレイヤーストリーム３０２を配合率８０％で多重化ストリーム３０４に多重し、時刻ｔ１からｔ２までの間、ベースレイヤーストリーム３０２とエンハンスレイヤーストリーム３０３ａとをそれぞれ配合率４０％で多重化ストリーム３０４に多重し、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間、エンハンスレイヤーストリーム３０３ｂを配合率６０％で多重化ストリーム３０４に多重する。図示を省略したその他のセグメントについても同様である。

図２（ｃ）は、配合計画部１２によって生成される配合計画情報の具体例を示す図である。図２（ｃ）には、レイヤーデータ３０２’のセグメントＳ１１に関する配合計画情報と、レイヤーデータ３０３ａ’のセグメントＳ２１に関する配合計画情報３１１とを示している。

図２（ｃ）に示したように、配合計画情報３１１には、データ識別子、総レイヤー数、総サイズ、レイヤー番号、開始インデックス、終了インデックス、伝送開始時刻、伝送終了時刻、および、ビットレートが含まれる。

データ識別子は、伝送しようとするメディアデータを指定するための情報である。例えば、そのメディアデータが格納されたファイルのファイル名、そのメディアデータに付与されたタイトル（番組名）、あるいは、そのメディアデータに付与された番号などをデータ識別子として用いることができる。総サイズは、そのメディアデータをスケーラブル符号化して得られるレイヤーデータの合計データサイズを示し、総レイヤー数は、そのメディアデータをスケーラブル符号化して得られるレイヤーデータの個数を示す。

レイヤー番号、開始インデックス、および、終了インデックスは、この配合計画情報が、どのレイヤーデータのどのセグメントに関する配合計画情報であるのかを示す。例えば、レイヤーデータ３０２’のセグメントＳ１１に関する配合計画情報であれば、レイヤー番号が１に設定され、開始インデックスおよび終了インデックスがａ０およびａ１に設定される（図２（ａ）参照）。また、レイヤーデータ３０３ａ’のセグメントＳ２１に対応する配合計画情報であれば、レイヤー番号が２に設定され、開始インデックスおよび終了インデックスがａ０およびａ１に設定される（図２（ａ）参照）。

伝送開始時間および伝送終了時間は、レイヤー番号により指定されたレイヤーデータにおける、開始インデックスおよび終了インデックスにより指定されたセグメントの伝送期間を指定するための情報である。ビットレートは、レイヤー番号により指定されたレイヤーデータの伝送速度を表す。例えば、レイヤーデータ３０２’のセグメントＳ１１に関する配合計画情報であれば、伝送開始時刻として時刻ｔ０が設定され、伝送終了時刻として時刻ｔ１が設定され、ビットレートとして８００Ｋｂｐｓが設定される（図２（ｂ）参照）。また、レイヤーデータ３０３ａ’のセグメントＳ２１に関する配合計画情報であれば、伝送開始時刻として時刻ｔ１が設定され、伝送終了時刻として時刻ｔ２が設定され、ビットレートとして４００Ｋｂｐｓが設定される（図２（ｂ）参照）。

次に、配合多重部１３の構成例について、図３を参照して説明する。図３は、配合多重部１３の構成例を示すブロック図である。図３に示した配合多重部１４は、パケッタイザー１４１とインターリーバー１４３とを備えている。

パケッタイザー１４１には、ベースレイヤーストリーム３０２ならびにエンハンスレイヤーストリーム３０３が入力される。また、これらのストリームの他に、データストリームが入力される。パケッタイザー１４１は、入力された各ストリームを、ＭＰＥＧ−２トランスポートストリームのカルーセル伝送用パケットに変換する。得られたパケットは、それぞれ、バッファ１４２ａ、１４２ｂ、および、１４２ｃに格納される。

インターリーバー１４３は、バッファ１４２ａ、１４２ｂ、および、１４２ｃの何れかを選択し、選択したバッファからパケットを読み出し、読み出したパケットを先に読み出したパケットに連結するという動作を繰り返すことによって多重化ストリーム３０４を構築する。この際、インターリーバー１４３は、どのバッファからパケットを読み出すかを、各ストリームの配合率が配合計画部１２により指定された値になるように選択する。

例えば、ベースレイヤーストリーム３０２とエンハンスレイヤーストリーム３０３とをそれぞれ配合率４０％で多重化ストリーム３０４に多重する場合には、５回のうち２回、ベースレイヤーストリーム３０２が格納されているバッファ１４２ａからパケットを読み出し、５回のうち２回、エンハンスレイヤーストリーム３０３が格納されているバッファ１４２ｂからパケットを読み出し、残りの１回、データストリームが格納されているバッファ１４２ｃからパケットを読み出す。

（スケーラブルストリーム受信機）
次に、本実施形態に係るスケーラブルストリーム受信機２の構成について、図４を参照して説明する。図４は、スケーラブルストリーム受信機２の構成を示すブロック図である。スケーラブルストリーム受信機２は、受信部２１、配合計画情報配列解釈部２２、受信制御部２３、蓄積部２４、逆多重部２５、および、スケーラブル復号部２６を備えている。

受信部２１は、スケーラブルストリーム送信機１から送出された伝送データ３０５を受信するとともに、受信した伝送データ３０５から多重化ストリーム３０４’と配合計画情報配列３１２’とを抽出する。抽出された多重化ストリーム３０４’は、スケーラブル送信機１において生成された多重化ストリームの３０４の一部分である。一方、配合計画情報配列３０２’は、ケーラブル送信機１において生成された配合計画情報配列３０２と等価な情報である。

受信部２１にて抽出された配合計画情報配列３１２’は、配合計画情報配列解釈部２２に与えられる。配合計画情報配列解釈部２２は、与えられた配合計画情報配列３１２’を解釈して、ベースレイヤーストリーム３０２およびエンハンスレイヤーストリーム３０３の各セグメントに関する配合計画情報３１１’を得る。配合計画情報３１１’は、スケーラブルストリーム送信機１において生成された配合計画情報３１１と等価な情報である。

配合計画情報配列解釈部２２にて得られた配合計画情報３１１’は、受信制御部２３に与えられる。受信制御部２３は、与えられた配合計画情報３１１’に基づいて受信計画を定める。ここで、受信計画を定めるとは、伝送データ３０５を受信する受信期間を定めることである。

例えば、受信制御部２３は、スケーラブル復号のために参照すべきレイヤーストリームの伝送期間を配合計画情報３１１’に基づいて特定し、特定した伝送期間と合致するように受信期間を定める。ここで、スケーラブル復号のために参照すべきレイヤーストリームは、予め定められたレイヤーストリームであってもよいし、配合計画情報３１１に基づいて受信制御部２３により選択されたレイヤーストリームであってもよい。例えば、当該装置の復号性能を考慮して、伝送速度が閾値以下のレイヤーストリームをスケーラブル復号のために参照すべきレイヤーストリームとして選択するようにしてもよい。

あるいは、受信制御部２３は、カルーセル伝送周期のうち、配合計画（伝送パターン）が所定の配合計画に符合するカルーセル伝送周期を配合計画情報３１１’に基づいて特定し、特定したカルーセル伝送周期と合致するように受信期間を定める。ここで、受信期間を定めるために参照される所定の配合計画は、予め定められた配合計画であってもよいし、ユーザーにより選択された配合計画であってもよい。あるいは、受信環境や電力環境などに応じて受信制御部２３により選択された配合計画であってもよい。

受信制御部２３は、配合計画において定められた受信期間、すなわち、スケーラブル復号のために参照すべきレイヤーストリームの伝送期間にのみ伝送データ３０５を受信するよう受信部２１を制御する。このため、受信部２１は、必要なレイヤーストリームを漏れなく含む多重化ストリーム３０４’を抽出することができ、同時に、必要なレイヤーストリームの伝送期間以外は受信動作を停止して消費電力を削減することができる。なお、受信制御部２３が受信部２１を制御するために利用する制御信号３２０としては、受信期間において値１をとり、非受信期間において値０をとる２値信号などを用いることができる。

スケーラブル復号のために参照すべきレイヤーデータが漏れなく含む多重化ストリーム３０４’を抽出することができなかった場合、受信部２１は、どのレイヤーデータのどのセグメントが欠落しているかを受信制御部２３に通知する。受信制御部２３は、欠落しているセグメントを取得するべく、この通知と配合計画情報３１１’とに基づいて受信計画を立て直し、新たな受信指示３２０を受信部３１に与える。これを欠落しているセグメントの受信に成功するまで繰り返すことによって、スケーラブル復号のために参照すべきレイヤーデータが漏れなく含む多重化ストリーム３０４’を抽出することがきる。ただし、配合計画情報３１１’に基づいて、欠落しているセグメントの伝送がもう行われないことが分かった場合には、その時点で受信失敗として終了する。

受信部２１にて抽出された多重化ストリーム３０４’は、蓄積部２４に蓄積される。逆多重部２５は、蓄積部２４から多重化ストリーム３０４’を読み出し、スケーラブル復号のために参照すべきレイヤーデータを含むストリームを分離する。多重化ストリーム３０４’を構成する各パケットには、そのパケットが元々どのストリームに属するパケットであるのかを示す識別情報が含まれている。このため、逆多重部２５は、この識別情報を参照することによって、多重化ストリーム３０４’からベースレイヤーストリーム３０２を分離したり、あるいは、エンハンスレイヤーストリーム３０３を分離したりすることができる。

スケーラブル復号部２６は、逆多重部２５にて分離されたストリームをスケーラブル復号することによって、メディアデータ３０１’を生成する。メディアデータ３０１’は、ディスプレイやスピーカなどのメディア提示手段（不図示）を用いて、ユーザーに提示される。

（実施例）
次に、上述したスケーラブルストリーム送信機１を用いたメディアデータ伝送のいくつかの実施例について、図５および図６を参照して説明する。

図５（ａ）は、第１の実施例における多重化ストリームの伝送イメージを示す図である。この実施例では、各カルーセル伝送周期において、ベースレイヤーストリームとエンハンスレイヤーストリームとを同時に伝送する並列型の配合計画を採用している。

並列型の配合計画を採用することにより、スケーラブルストリーム受信機２は、多重化ストリームの受信を開始すると同時に、ベースレイヤーストリームおよびエンハンスレイヤーストリームの取得を開始することができる。したがって、必要なストリームの受信完了を待たずに復号を開始する構成では、ベースレイヤーストリームのみを用いた復号であっても、エンハンスレイヤーストリームを用いた復号であっても、多重化ストリームの受信開始直後から開始することができる。

図５（ｂ）は、第２の実施例における多重化ストリームの伝送イメージを示す図である。この実施例では、各カルーセル伝送周期において、ベースレイヤーストリームとエンハンスレイヤーストリームとを交互に伝送する直列型の配合計画を採用している。

直列型の配合計画を採用することにより、スケーラブルストリーム受信機２は、ベースレイヤーストリームの取得を、並列型の配合計画を採用した場合の半分の時間で完了することができる。したがって、必要なストリームの受信が完了してから復号を開始する構成では、ベースレイヤーストリームのみを用いた復号を、並列型の配合計画を採用した場合の半分の時間で開始することができる。

図５（ｃ）は、第３の実施例における多重化ストリームの伝送イメージを示す図である。この実施例では、各カルーセル伝送周期において、ベースレイヤーストリームを２度伝送し、エンハンスレイヤーストリーム１度伝送する配合計画を採用している。

このような配合計画を採用することにより、並列型の配合計画より短時間でベースレイヤーストリームの取得を完了することができる。また、ベースレイヤーストリームが１カルーセル伝送期間内で２度伝送されるので、１回目の伝送期間で受信エラーが生じても、２回目の伝送期間でリカバーすることができる。また、エンハンスレイヤーストリームの伝送期間が直列型および並列型の配合計画よりも長くなる。エラー率が時間によって変化するような伝送系においても、エラーが分散するので訂正がしやすくなる。

また、図６に示すように、カルーセル伝送周期毎に配合計画を切り替えるようにしてもよい。これにより、スケーラブルストリーム受信機２は、自機にとって最適な配合計画に従った伝送が行なわれているカルーセル伝送周期を選択して受信することができる。つまり、スケーラブルストリーム受信機２に、受信方法の選択肢を提供することができる。

また、昼間のうちに図６に示したように伝送したメディアデータを、夜間に並列型の配合計画ａに従って伝送するようにしてもよい。夜間は、昼間に比べて、スケーラブルストリーム受信機２を移動させることが少ないので、比較的受信状況が安定している。そのため、このような構成にすると、所望のストリームのみを短期集中的に受信することが出来るので、昼間受信に失敗したデータを再受信するといった用途に有効である。

次に、上述したスケーラブルストリーム受信機２を用いた受信方法の実施例について、再び図６を参照して説明する。ここでは、多重化ストリームが自機にとって最適な配合計画で伝送されているカルーセル伝送周期を受信環境、電力環境、復号性能などに応じて選択し、選択したカルーセル周期に多重化ストリームを受信する実施例について説明する。

受信環境が良好であり、かつ、電力環境が良好（有線給電されているか、バッテリーチャージが十分）な場合、エンハンスレイヤーストリームを用いた復号機能を有していれば、並列型の配合計画ａに従って伝送されている多重化ストリームを受信することが好ましい。これにより、最も短時間で、最も早く、高品質なメディアデータを取得することができる。

また、電力環境が悪化（バッテリーチャージが減少）した場合、あるいは、エンハンスレイヤーストリームを用いた復号機能を有していない場合、直列型の配合計画ｂに従って伝送されている多重化ストリームを受信することが好ましい。これにより、ベースレイヤーストリームを最も短時間で取得することができる。また、ベースレイヤーストリームの取得を完了して未だバッテリーチャージに余裕がある場合には、引き続きエンハンスレイヤーストリームの取得を行なうこともできる。

受信環境が劣悪な場合（エラー率が変化する伝送系である場合など）や、上記の方法で所望のレイヤーストリームを取得することができなかった場合には、配合計画ｃに従って伝送される多重化ストリームを受信することが望ましい。これにより、より確実に所望のストリームを再取得することができる。

（変形例）
１．本実施形態においては、送出する各レイヤーストリームには生のデータを用いていたが、特許文献２に記載のような誤り訂正技術を用いても良い。このような構成を採用することにより、エラー率が比較的高い伝送系においては、エラー訂正を用いることで、再取得のために次のサイクルを待つ回数を減らせるので、ダウンロード時間を短く出来る。

２．本実施形態においては、配合計画情報配列と多重化ストリームとを一緒に伝送データに含めて伝送する構成を説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、配合計画情報配列と多重化ストリームとを、別の伝送路を介して伝送する構成を採用してもよい。例えば、多重化ストリームの伝送には放送を用い、配合計画情報配列の伝送には通信を用いることが考えられる。このように構成すると、配合計画情報配列を受信するために、受信部を動作させる時間を短縮させることができ、さらなる省電力化を実現することができる。

３．本実施形態においては、配合計画部が予め決められたルールにて配合計画を行う例を示したが、受信機から与えられたフィードバックに基づいて配合計画を定めるようにしてもよい。この場合、受信機には、送信機に対して配合計画を再設定して多重化ストリームを再送するように要求する要求手段を設け、送信機には、この要求を受信する受信手段を設ける。受信機は受信状況に応じて、図５に示したいずれかの配合計画から配合計画を選択し、選択した配合計画に従って多重化ストリームを再送するよう要求する。送信機は、配合計画を受信機から要求されたものに設定しなおし、多重化ストリームを再送信する。なお、伝送系が放送の場合など、単一の送信器から複数の受信機に多重化ストリームを送信する場合には、受信機からの要求が所定の数たまってから再送信を行なうように計画してもよい。その際、受信機への伝送路のエラーが非常に多い場合、図６に示した配合計画ｃを指定して伝送を要求してもよい。また、この要求の伝送は、多重化ストリームの送受信に使う伝送路を用いてもよいし、他の伝送路を用いてもよい。

４．通常、送出機はカルーセルで伝送するストリームはメディアデータの前方から後方に向かって多重するが、エンハンスレイヤーストリームはメディアデータの後方から前方に向かって多重して伝送し、受信機は、ベースレイヤーストリームを復号する際、同時にエンハンスレイヤーストリームを受信し、復号中、常に同一の再生時刻に対応するエンハンスレイヤーストリームの受信が完了しているかを監視し、完了している場合にはエンハンスレイヤーを含めた再生に切り替える動作としても良い。このような構成にすると、ベースレイヤーストリーム再生（復号）中に途中からはエンハンスレイヤーストリームがあるので、すばやく再生（復号）を開始でき、かつ、途中から高品質再生を行うことができる。

５．本実施形態においては、蓄積部が所望のストリームがそろった時点で、そのストリームを逆多重部に入力する構成を示したが、所望のストリームが同時に入力される場合には、蓄積と同時に、あるいは蓄積をせず逆多重部に入力する構成を採用してもよい。このように構成すると、全データの蓄積を待たずに再生を開始できることになるので、受信方法の選択肢が更に増え、利便性が向上する。

６．本実施形態においては、受信制御部が、受信機がおかれている環境によって受信計画を行う例を示したが、別途ユーザー入力部を設け、ユーザーが受信計画を選択しても良い。例えば、「すぐにダウンロード」、「省電力ダウンロード」、「慎重ダウンロード」という選択を行えるように入出力を構成し、「すぐにダウンロード」なら配合計画ａを、「省電力ダウンロード」なら配合計画ｂを、「慎重ダウンロード」なら配合計画ｃに従って伝送される多重化ストリームを受信するように構成してもよい。このように、ユーザーの意思で動作を選択できるようにすると、更に利便性が向上する。

７．配合計画情報配列にはデータ識別子が含まれていてもよい。識別子が含まれることによって、１つの伝送路で２つ以上のメディアデータを同時に伝送できる。これにより、１つのチャンネルで複数のメディアデータのベースレイヤーストリームを同時に送信し、別のチャンネルで高ビットレートのエンハンスレイヤーストリームを送信するといったことも可能となる。

（プログラムおよび記憶媒体）
最後に、スケーラブルストリーム送信装置１に含まれている各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成すればよい。または、次のように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

すなわちスケーラブルストリーム送信装置１は、各機能を実現する制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録していればよい。スケーラブルストリーム送信装置１（またはＣＰＵやＭＰＵ）が、供給された記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し、実行すればよい。

プログラムコードをスケーラブルストリーム送信装置１に供給する記録媒体は、たとえば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などとすることができる。

またスケーラブルストリーム送信装置１は、通信ネットワークと接続可能に構成しても、本発明の目的を達成できる。この場合、上記のプログラムコードを、通信ネットワークを介してスケーラブルストリーム送信装置１に供給する。この通信ネットワークは、スケーラブルストリーム送信装置１にプログラムコードを供給できるものであればよく、特定の種類または形態に限定されない。たとえば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、移動体通信網、衛星通信網等であればよい。

この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な任意の媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。たとえば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）回線などの有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

同様に、スケーラブルストリーム受信装置２も、ＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
についても同様である。

本発明は、伝送系が放送であるか通信であるかを問わず、メディアデータの伝送を行なう装置に広く利用することができる。特に、可般式受信機に対して、無線を使ってメディアデータを送信する装置に取り分け好適に利用することができる。

図１は、本発明の実施形態を示すものであり、送信装置の要部構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施形態を示すものであり、（ａ）はスケーラブル符号化されたメディアデータ３０１の例を示す図であり、（ｂ）は、送信装置の設定手段によって定められる伝送期間の例を示す図であり、（ｃ）は、送信装置の設定手段によって生成される伝送期間情報の例を示す図である。 図３は、本発明の実施形態を示すものであり、送信装置の生成手段の構成例を示すブロック図である。 図４は、本発明の実施形態を示すものであり、受信装置の要部構成を示すブロック図である。 図５は、本発明の実施形態を示すものであり、送信機を用いたメディアデータ伝送の例を説明する図である。 図６は、本発明の実施形態を示すものであり、送信機を用いたメディアデータ伝送の例を説明する図である。

符号の説明

１ スケーラブルストリーム送信機（送信装置）
２ スケーラブルストリーム受信機（受信装置）
１１ スケーラブル符号化部（符号化手段）
１２ 配合計画部（設定手段）
１３ 配合多重部（生成手段）
１４ 配合計画情報配列生成部
１５ 送出部（送信手段）
２１ 受信部（受信手段）
２２ 配合計画情報配列解釈部
２３ 受信制御部（受信制御手段）
２４ 蓄積部
２５ 逆多重部（生成手段）
２６ スケーラブル復号部（復号手段）

Claims (20)

1. メディアデータをスケーラブル符号化することによって、ベースレイヤーストリームとエンハンスレイヤーストリームとを生成する符号化手段と、
   上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームの伝送期間と伝送速度とを設定する設定手段と、
   上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームが上記設定手段により設定された伝送期間に上記設定手段により設定された伝送速度で伝送されるよう、上記ベースレイヤーストリームと上記エンハンスレイヤーストリームとが多重された多重化ストリームを生成する生成手段と、
   上記設定手段により設定された伝送期間を示す伝送期間情報と上記多重化ストリームとを送信する送信手段と、を備えている、
   ことを特徴とする送信装置。
2. 上記設定手段は、上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームの何れか一方の伝送期間を夜間に設定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
3. 上記設定手段は、上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームの伝送期間と伝送速度とを、上記多重化ストリームを受信する受信装置からの要求に応じて再設定する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の送信装置。
4. 上記設定手段は、上記ベースレイヤーストリームの伝送期間を、上記エンハンスレイヤーの伝送期間より前に設定する、
   ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の送信装置。
5. 上記送信手段は、上記伝送期間情報と上記多重化ストリームとを別の伝送路を介して送信する、
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の送信装置。
6. 上記送信手段は、上記伝送期間情報と上記多重化ストリームとを同一の伝送路を介して送信する、
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の送信装置。
7. 上記送信手段は、上記設定手段により設定された伝送速度を示す伝送速度情報を送信する、
   ことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の送信装置。
8. 多重化ストリームと、該多重化ストリームに多重されたベースレイヤーストリームおよびエンハンスレイヤーストリームが伝送される伝送期間を示す伝送期間情報とを受信する受信手段と、
   上記多重化ストリームを逆多重化することによって、上記ベースレイヤーストリームと上記エンハンスレイヤーストリームとを生成する生成手段と、
   上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームの少なくとも何れかをスケーラブル復号する復号手段と、
   上記受信手段を制御する受信制御手段であって、上記伝送期間情報に基づいて設定した受信期間に限って上記受信手段を動作させる、
   ことを特徴とする受信装置。
9. 上記受信制御手段は、上記多重化ストリームに多重されたストリームのうち上記復号手段によってスケーラブル復号されるストリームの伝送期間に、上記受信期間を合致させる、
   ことを特徴とする請求項８に記載の受信装置。
10. 上記受信制御手段は、上記多重化ストリームのカルーセル伝送周期のうち、上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームの伝送パターンが所定の伝送パターンに符合するカルーセル伝送周期に、上記受信期間を合致させる、
    ことを特徴とする請求項８に記載の受信装置。
11. 上記所定の伝送パターンは、ユーザーにより選択された伝送パターンである、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の受信装置。
12. 上記復号手段は、上記多重化ストリームに多重されたストリームのうち、スケーラブル復号されるストリーム全体の受信が完了する前に、該ストリームの復号を開始する、
    ことを特徴とする請求項８から１１の何れか１項に記載の受信装置。
13. 上記復号手段は、上記ベースレイヤーストリームのみを復号しているときに、上記エンハンスレイヤーストリームの部分であって、上記ベースレイヤーストリームの今後復号する部分に対応する部分が既に受信されているかを判定し、既に受信されていると判定された場合、上記ベースレイヤーストリームと上記エンハンスレイヤーストリームとを復号するように復号態様を切り替える、
    ことを特徴とする請求項８から１２の何れか１項に記載の受信装置。
14. 上記伝送期間情報により示される伝送期間において、上記復号手段によってスケーラブル復号されるストリーム全体を取得することができない場合、上記多重化ストリームを送信する送信装置に、上記伝送期間の再設定を要求する要求手段と、を更に備えている、
    ことを特徴とする請求項８から１３の何れか１項に記載の受信装置。
15. メディアデータをスケーラブル符号化することによって、ベースレイヤーストリームとエンハンスレイヤーストリームとを生成する符号化工程と、
    上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームの伝送期間と伝送速度とを設定する設定工程と、
    上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームが上記設定工程にて設定された伝送期間に上記設定工程にて設定された伝送速度で伝送されるよう、上記ベースレイヤーストリームと上記エンハンスレイヤーストリームとが多重された多重化ストリームを生成する生成工程と、
    上記設定工程において設定された伝送期間を示す伝送期間情報と上記多重化ストリームとを送信する送信工程と、を含んでいる、
    ことを特徴とする送信方法。
16. 多重化ストリームと、該多重化ストリームに多重されたベースレイヤーストリームおよびエンハンスレイヤーストリームが伝送される伝送期間を示す伝送期間情報とを受信する受信工程と、
    上記多重化ストリームを逆多重化することによって、上記ベースレイヤーストリームと上記エンハンスレイヤーストリームとを生成する生成工程と、
    上記ベースレイヤーストリームおよび上記エンハンスレイヤーストリームの少なくとも何れかをスケーラブル復号する復号工程と、を含み
    上記受信工程における上記多重化ストリームの受信は、上記伝送期間情報に基づいて設定した受信期間に限って行なわれる、
    ことを特徴とする受信方法。
17. コンピュータを請求項１から７の何れか１項に記載の送信装置として機能させるためのプログラムであって、
    上記コンピュータを上記送信装置が備えている各手段として機能させる送信プログラム。
18. 請求項１７に記載の送信プログラムが記録されているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
19. コンピュータを請求項８から１４の何れか１項に記載の受信装置として機能させるためのプログラムであって、
    上記コンピュータを上記受信装置が備えている各手段として機能させる受信プログラム。
20. 請求項１９に記載の受信プログラムが記録されているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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