JP2010258850A

JP2010258850A - 映像伝送システム及び映像伝送方法

Info

Publication number: JP2010258850A
Application number: JP2009107460A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Otoshi; 直行大利
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2010-11-11

Abstract

【課題】無線ＬＡＮ上で、無線リンク状態の激しい変動に対しても、映像劣化の少ない映像伝送システム及び映像伝送方法を提供する。
【解決手段】映像受信端末２００がパケットロス率を計測して映像送信端末１００にフィードバックし、映像送信端末１００が、使用可能なネットワーク帯域を推定するとともに、無線ＬＡＮのリンク状態を計測して、無線ＬＡＮ上での無線伝送帯域を推定する。また、映像送信端末１００が、コーデックの映像符号化レートと無線伝送帯域を比較し、ＩＰヘッダ及びＲＴＰデータの圧縮率、アルゴリズムを決定してデータの圧縮率を可変する。これにより、コーデックの映像符号化レートの変動幅及び変動周期を抑えることができるため、映像劣化の少ない映像伝送システムを実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、インターネット等のＩＰ（Internet Protocol）プロトコル上でＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）を用いたリアルタイム映像伝送を行う映像伝送システム及び映像伝送方法に関する。

従来、インターネットを経由して映像伝送を行う際にリアルタイムな映像伝送を行おうとすると、遅延やパケットロスによって映像が遅延したり、映像が揺らいだり、あるいはパケットロスのために映像のブロックノイズや映像の停止が発生してしまう。そこで、映像受信端末側で、映像パケットから伝送路の障害発生状態を検出して映像送信端末にフィードバックし、映像送信端末側で、映像受信端末側からフィードバックされた伝送路の障害状態に応じて動的な映像符号化レートの制御を行うことで、映像の劣化や乱れ、停止を削減するようにしている。このような対策を施した映像伝送システムとして特許文献１で開示されたものが知られている。

特許文献１で開示された映像伝送システムは、映像受信端末側で、映像送信端末側から送信された映像パケットのパケットロス及び到着遅延時間を計測して、その結果を映像送信側にフィードバックする。映像送信端末側では、フィードバックされたパケットロス率及び到着遅延時間からロス率の悪化や到着遅延時間が大きくなれば、伝送路の障害状態が悪化しているため、送信する映像の符号化レートを低下させて障害路に適応した通信を行う。

図１４は、映像送信端末及び映像受信端末を有する従来の映像伝送システムの概略構成を示すブロック図である。図１４において、映像送信端末１００００と映像受信端末２００００が伝送路であるＩＰネットワーク５０００に接続されている。映像受信端末２００００において、伝送路インタフェース制御部２０３００は、ＩＰネットワーク５０００から映像パケット（符号化された映像パケット）を受信し、受信パケットヘッダ処理部２０２００に入力する。受信パケットヘッダ処理部２０２００は、入力された映像パケットの順序番号からパケットの廃棄を検出する。パケットの廃棄を検出した場合、廃棄通知パケット生成部２０１００は廃棄通知パケットを生成し、伝送路インタフェース制御部２０３００に入力する。伝送路インタフェース制御部２０３００は、入力された廃棄通知パケットを映像送信端末１００００に送信する。

映像送信端末１００００において、伝送路インタフェース制御部１０８００は、映像受信端末２００００から送信された廃棄通知パケットを、ＩＰネットワーク５０００を介して受信し、廃棄通知パケット受信処理部１０７００に入力する。廃棄通知パケット受信処理部１０７００は、廃棄通知パケットが入力されると、映像ビットレート制御部１０２００に制御信号を入力する。映像ビットレート制御部１０２００は、廃棄通知パケット受信処理部１０７００から入力された制御信号に従い映像ビットレートの量子化幅を変化させたり、コマ落ちを発生させたりして映像ビットレートを変化させる。

この従来の映像伝送システムは、伝送路であるＩＰネットワーク５０００の障害状態を検出することができ、その障害状態に合わせて動的に映像の符号化レートを制御することで、劣化の少ない映像を伝送することができる（特許文献１参照）。なお、この映像送信端末１００００では、映像を符号化し、パケットを生成して送信する手段として、映像符号化器１０１００、映像パケット組み立て部１０３００、送信パケットヘッダ処理部１０４００及び送信パケットヘッダ処理部１０６００を有する。

特開平５−２６００９０号公報

しかしながら、このような従来の映像伝送システムでは、イーサネット（Ethernet）（登録商標）や光ファイバのような有線のネットワークを想定したものであり、無線ＬＡＮのような非常に干渉や衝突の発生しやすい媒体上では、符号化レートが大きく低下し、最悪の場合、静止状態になり動画像を表示することができなくなってしまうか、あるいは動画を送信できても画像が非常に粗くなり、用途が限定されてしまう問題がある。

本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、無線ＬＡＮ上で無線リンク状態の激しい変動に対しても映像劣化の少ない映像伝送システム及び映像伝送方法を提供することを目的とする。

本発明の映像伝送システムは、無線ＬＡＮを介して接続される映像送信端末及び映像受信端末を有し、映像送信端末から送信した映像データを映像受信端末で受信する映像伝送システムであって、前記映像受信端末は、受信したＩＰパケットのパケットロス率を計測するパケットロス計測手段と、前記パケットロス計測手段で計測されたパケットロス率を前記映像送信端末にフィードバックするフィードバック送信手段と、を備え、前記映像送信端末は、前記無線ＬＡＮへのリンク状態を計測し無線リンク情報を得る無線状態計測手段と、前記映像受信端末からフィードバックされたパケットロス率を受信するフィードバック受信手段と、前記無線状態計測手段で得られた無線リンク情報及び前記フィードバック受信手段で受信されたパケットロス率より前記無線ＬＡＮに送信できるネットワーク伝送帯域を推定する帯域推定手段と、前記帯域推定手段で推定されたネットワーク伝送帯域に基づいて送信する映像のデータ量を計測しエンコードレートを決定するエンコードレート決定手段と、前記エンコードレート決定手段で決定されたエンコードレートに基づいてＩＰパケットのペイロード圧縮率とＩＰパケットヘッダの圧縮率を決定する圧縮率決定手段と、前記エンコードレート決定手段で決定されたエンコードレートに従ってエンコードを行った映像データからＲＴＰパケットを生成するＲＴＰパケッタイズ手段と、前記ＲＴＰパケッタイズ手段で生成されたＲＴＰパケットを前記圧縮率決定手段で決定されたペイロード圧縮率に従ってパケット圧縮及びヘッダ圧縮を行うパケット圧縮手段と、を備えた。

上記構成によれば、無線ＬＡＮの伝送帯域を無線ＬＡＮへのリンク状態を監視することにより、送信可能な伝送帯域を推定するとともに、送信可能な伝送帯域に合わせた映像符号化レートの動的制御を行う際に、ＩＰのペイロード圧縮及びＩＰヘッダ圧縮を組み合わせることにより映像符号化レートが低下することを防ぐことができ、映像のレート変動による品質劣化やレート変動を最小限に抑えることにより、効果的に映像伝送を行うことができる。

上記構成において、前記無線状態計測手段が、パケット送信時に無線ＬＡＮの電界強度及び無線フレームの再送回数を計測し、一定時間間隔で加重平均する。

上記構成において、前記フィードバック送信手段が、ＲＴＰパケットのタイムスタンプと現在の時刻との差から往復伝搬遅延時間を計算し、さらに、計算した往復伝搬遅延時間と受信した映像データパケットのパケットロス率からネットワーク伝送帯域を計算し、その結果を前記往復伝搬遅延時間とともに前記映像送信端末に送信する。

上記構成において、前記帯域推定手段が、電界強度とフレーム再送回数から決定する無線伝送帯域が記録された無線伝送帯域テーブルを有し、前記フィードバック受信手段で受信された前記パケットロス率と前記往復伝搬遅延時間からネットワーク伝送帯域を計算するとともに前記無線伝送帯域テーブルから導出される無線伝送帯域と比較して、小さい方の値を次に送信する無線伝送帯域として採用する。

上記構成において、前記圧縮率決定手段が、映像データ量と送信可能なネットワーク帯域の比からエンコードレート及びパケット圧縮率及びパケット圧縮アルゴリズムを決定する。

上記構成において、前記ＲＴＰパケッタイズ手段が、エンコードされた映像データをＲＴＰパケット化し、前記パケット圧縮手段は、前記ＲＴＰパケッタイズ手段で得られたＲＴＰパケットの圧縮を行う。

上記構成によれば、映像送信端末と映像受信端末との間でパケットロス率の他に、往復伝搬遅延時間を計測し、この計測結果からネットワーク伝送帯域値を推定するとともに、無線ＬＡＮの電界強度やフレーム再送回数を計測して無線ＬＡＮのリンク状態を推定することで、最終的な無線ＬＡＮに送信できる伝送帯域を推定することができ、精度の高いネットワーク伝送帯域を決定することができる。また、無線ＬＡＮのネットワーク伝送帯域の変動周期は時間変動が激しいため、パケット圧縮アルゴリズムと圧縮率を動的に変更することにより、コーデックの符号化レートの時間変動を極力抑えることにより、映像劣化の少ない無線映像伝送システムを実現することが可能となる。

本発明の映像伝送方法は、無線ＬＡＮを介して接続される映像送信端末及び映像受信端末を有し、映像送信端末から送信した映像データを映像受信端末で受信する映像伝送方法であって、前記映像受信端末において、受信したＩＰパケットのパケットロス率を計測するパケットロス計測工程と、前記パケットロス計測工程で計測されたパケットロス率を前記映像送信端末にフィードバックするフィードバック送信工程と、を備え、前記映像送信端末において、前記無線ＬＡＮへのリンク状態を計測し無線リンク情報を得る無線状態計測工程と、前記映像受信端末からフィードバックされたパケットロス率を受信するフィードバック受信工程と、前記無線状態計測工程で得られた無線リンク情報及び前記フィードバック受信工程で受信されたパケットロス率より前記無線ＬＡＮに送信できるネットワーク伝送帯域を推定する帯域推定工程と、前記帯域推定工程で推定されたネットワーク伝送帯域に基づいて送信する映像のデータ量を計測しエンコードレートを決定するエンコードレート決定工程と、前記エンコードレート決定工程で決定されたエンコードレートに基づいてＩＰパケットのペイロード圧縮率とＩＰパケットヘッダの圧縮率を決定する圧縮率決定工程と、前記エンコードレート決定工程で決定されたエンコードレートに従ってエンコードを行った映像データからＲＴＰパケットを生成するＲＴＰパケッタイズ工程と、前記ＲＴＰパケッタイズ工程で生成されたＲＴＰパケットを前記圧縮率決定工程で決定されたペイロード圧縮率に従ってパケット圧縮及びヘッダ圧縮を行うパケット圧縮工程と、を備えた。

上記方法によれば、無線ＬＡＮの伝送帯域を無線ＬＡＮへのリンク状態を監視することにより、送信可能な伝送帯域を推定するとともに、送信可能な伝送帯域に合わせた映像符号化レートの動的制御を行う際に、ＩＰのペイロード圧縮及びＩＰヘッダ圧縮を組み合わせることにより映像符号化レートが低下することを防ぐことができ、映像のレート変動による品質劣化やレート変動を最小限に抑えることにより、効果的に映像伝送を行うことができる。

本発明は、無線ＬＡＮの伝送帯域を無線ＬＡＮへのリンク状態を監視することにより、送信可能な伝送帯域を推定するとともに、送信可能な伝送帯域に合わせた映像符号化レートの動的制御を行う際に、ＩＰのペイロード圧縮及びＩＰヘッダ圧縮を組み合わせることにより映像符号化レートが低下することを防ぐことができ、映像のレート変動による品質劣化やレート変動を最小限に抑えることにより、効果的に映像伝送を行うことができる。

本発明の一実施の形態に係る映像伝送システムの映像送信端末の概略構成を示すブロック図本発明の一実施の形態に係る映像伝送システムの映像受信端末の概略構成を示すブロック図図１の映像送信端末の無線状態計測部で用いられる無線転送帯域テーブルを示す図図１の映像送信端末の圧縮決定部で用いられる圧縮率テーブルを示す図図１の映像送信端末の圧縮アルゴリズム決定部で用いられる圧縮アルゴリズムテーブルを示す図図１の映像送信端末の無線状態計測処理を説明するためのフローチャート図１の映像送信端末の帯域推定処理を説明するためのフローチャート図１の映像送信端末のエンコードレート決定処理を説明するためのフローチャート図１の映像送信端末の圧縮率決定処理を説明するためのフローチャート図１の映像送信端末の圧縮アルゴリズム決定処理を説明するためのフローチャート図１の映像送信端末の映像送信処理を説明するためのフローチャート図２の映像受信端末の映像受信処理を説明するためのフローチャート図２の映像受信端末のフィードバック処理を説明するためのフローチャート従来の映像伝送システムの概略構成を示すブロック図

以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る映像伝送システムの映像送信端末の概略構成を示すブロック図である。図２は、本実施の形態に係る映像伝送システムの映像受信端末の概略構成を示すブロック図である。

図１及び図２において、映像送信端末１００と映像受信端末２００は、無線により無線ＬＡＮ経由で接続されて映像の送受信を行う。図１において、映像送信端末１００は、無線状態計測部１００１と、フィードバック受信部１００２と、帯域推定部１００３と、エンコードレート決定部１００４と、圧縮率決定部１００５と、圧縮アルゴリズム決定部１００６と、エンコーダ１００７と、ＲＴＰパケッタイズ部１００８と、パケット圧縮部１００９と、パケット送信部１０１０とを備えて構成される。

無線状態計測部１００１は、無線ＬＡＮへのリンク状態を計測し無線リンク情報を得る。無線状態計測部１００１は、無線ＬＡＮのインタフェースから無線電界強度を測定し、さらに無線ＬＡＮのインタフェースから無線フレームの再送回数の測定を行う。そして、測定した無線電界強度と無線フレーム再送回数を元に図３に示す無線伝送帯域テーブル１１００から送信可能な無線伝送帯域を導出する。無線伝送帯域テーブル１１００は、予め無線伝送帯域を無線電界強度と無線フレームの再送回数の相関関係を測定したものを保持する。

フィードバック受信部１００２は、映像受信端末２００からフィードバックされたパケットロス率を受信する。帯域推定部１００３は、無線状態計測部１００１で得られた無線リンク情報及びフィードバック受信部１００２で受信されたパケットロス率より無線ＬＡＮに送信できるネットワーク伝送帯域を推定する。エンコードレート決定部１００４は、帯域推定部１００３で推定されたネットワーク伝送帯域に基づいて送信する映像のデータ量を計測し、エンコードレートを決定する。圧縮率決定部１００５は、図４に示す圧縮率テーブル１２００を使用し、エンコードレート決定部１００４で決定されたエンコードレートに基づき圧縮率を決定する。圧縮アルゴリズム決定部１００６は、図５に示す圧縮アルゴリズムテーブル１３００を使用し、圧縮率決定部１００５で決定された圧縮率に基づき圧縮アルゴリズムを決定する。

エンコーダ１００７は、エンコードレート決定部１００４で決定されたエンコードレートに従って映像データのエンコードを行う。ＲＴＰパケッタイズ部１００８は、エンコーダ１００７でエンコードされた映像データからＲＴＰパケットを生成する。パケット圧縮部１００９は、ＲＴＰパケッタイズ部１００８で生成されたＲＴＰパケットを圧縮アルゴリズム決定部１００６で決定された圧縮アルゴリズムに従ってパケット圧縮及びヘッダ圧縮を行う。パケット送信部１０１０は、パケット圧縮部１００９で圧縮されたＲＴＰパケットを無線にて送信する。

図２において、映像受信端末２００は、パケット受信部２００１と、パケットロス計測部２００２と、フィードバック送信部２００３と、圧縮アルゴリズム抽出部２００４と、パケット伸張部２００５と、ＲＴＰデパケッタイズ部２００６と、デコーダ２００７と、映像データ表示部２００８とを備えている。

パケット受信部２００１は、映像送信端末１００から送信されたＲＴＰパケットを受信する。パケットロス計測部２００２は、受信したＩＰパケットのパケットロス率を計測する。フィードバック送信部２００３は、パケットロス計測部２００２で計測されたパケットロス率を映像送信端末１００にフィードバックする。圧縮アルゴリズム抽出部２００４は、ＲＴＰヘッダに記載された圧縮アルゴリズムを抽出し、パケット伸張部２００５に設定する。パケット伸張部２００５は、圧縮アルゴリズム抽出部２００４で設定された圧縮アルゴリズムを用いて、ＩＰヘッダ及びＲＴＰデータの伸張を行う。ＲＴＰデパケッタイズ部２００６は、ＲＴＰデータから映像符号化データを取り出し、デコーダ２００７に渡す。デコーダ２００７は、入力された映像符号化データの復号化を行う。映像データ表示部２００８は、映像表示器２１００に映像データの表示を行う。

次に、図６〜図１０に示すフローチャートを参照して、本実施の形態の映像伝送システムの映像送信端末１００及び映像受信端末２００それぞれの動作を説明する。

図６は、映像送信端末１００の無線状態計測処理を説明するためのフローチャートである。図６において、まず無線ＬＡＮのインタフェースから無線電界強度を測定する（ステップＳ６０１）。次いで、無線ＬＡＮのインタフェースから無線フレームの再送回数の測定を行う（ステップＳ６０２）。次いで、ステップＳ６０１で測定した無線電界強度及びステップＳ６０２で測定した無線フレーム再送回数を元に図３に示す無線伝送帯域テーブル１１００から送信可能な無線伝送帯域を導出する（ステップＳ６０３）。最後に無線送信可能帯域値を図示せぬメモリに記録する（ステップＳ６０４）。

図７は、映像送信端末１００の帯域推定処理を説明するためのフローチャートである。図７において、帯域推定部１００５は、現在の送信帯域ＴｘをＯｌｄ＿Ｔｘに保存する（ステップＳ７０１）。次いで、Ｔｘ＿ｌにフィードバック受信部１００２にて映像送信端末１００からフィードバック送信されたネットワーク伝送帯域値を設定する（ステップＳ７０２）。次いで、Ｔｘ＿ｒにステップＳ６０４で図示せぬメモリに記録した無線送信可能帯域値を設定する（ステップＳ７０３）。次いで、Ｔｘにネットワーク伝送帯域Ｔｘ＿ｌと無線送信可能帯域Ｔｘ＿ｒの小さい方を設定する（ステップＳ７０４）。最後にＴｘを送信可能帯域に設定する（ステップＳ７０５）。

図８は、映像送信端末１００のエンコードレート決定処理を説明するためのフローチャートである。図８において、エンコードレート決定部１００４は、ステップＳ７０５で設定されたＴｘから｛Ｒａｔｉｏ＝Ｔｘ÷現在のエンコードレート｝を計算する（ステップＳ８０１）。次いで、予め設定された上限閾値と下限閾値を元に、ステップＳ８０１にて算出したＲａｔｉｏから条件分岐する（ステップＳ８０２）。Ｒａｔｉｏが上限閾値以上であった場合はエンコードレートを上昇させる（ステップＳ８０３）。Ｒａｔｉｏが下限閾値以下であった場合はエンコードレートを低下させる（ステップＳ８０４）。Ｒａｔｉｏが上限閾値以上でも下限閾値以下でもない場合はエンコードレートの変更は行わない（ステップＳ８０５）。最後にエンコードレート決定部１００４は、Ｔｘと新しく設定したエンコードレート（新エンコードレート）の差をとることでΔＴｘを算出する（ステップＳ８０６）。

図９は、映像送信端末１００の圧縮率決定処理を説明するためのフローチャートである。また、図１０は、映像送信端末１００の圧縮アルゴリズム決定処理を説明するためのフローチャートである。図９において、圧縮率決定部１００５は、図４に示すように圧縮率テーブル１２００に予め登録されたΔＴｘと圧縮率の相関テーブルから、ステップＳ８０６で算出されたΔＴｘを元に圧縮率を決定する（ステップＳ９０１）。図１０において、圧縮アルゴリズム決定部１００６は、図５に示す圧縮アルゴリズムテーブル１３００から、予め登録された圧縮アルゴリズムと圧縮率の相関関係から、ステップＳ９０１で導出された圧縮率を元に圧縮アルゴリズムを決定する（ステップＳ１００１）。

図１１は、映像送信端末１００の映像送信処理を説明するためのフローチャートである。図１１において、エンコーダ１００７が、エンコードレート決定部１００４にて決定されたエンコードレートを設定し（ステップＳ１１０１）、映像の符号化を行う（ステップＳ１１０２）。次いで、ＲＴＰパケッタイズ部１００８が、エンコーダ１００７から出力された映像符号化データをＲＴＰパケットのペイロードに設定し、ＲＴＰヘッダを生成する（ステップＳ１１０３）。次いで、パケット圧縮部１００９が、圧縮率決定部１００５及び圧縮アルゴリズム決定部１００６にて決定された圧縮強度及び圧縮アルゴリズムをＲＴＰヘッダに設定するとともに、決定された圧縮強度及び圧縮アルゴリズムに従って、ＲＴＰデータ及びＩＰヘッダの圧縮を行う（ステップＳ１１０４）。最後に、パケット送信部１０１０が、ＲＴＰパケットの送信を行う（ステップＳ１１０５）。

図１２は、映像受信端末２００の映像受信処理を説明するためのフローチャートである。図１２において、パケット受信部２００１が、映像送信端末１００から送信されたＲＴＰパケットを受信する（ステップＳ１２０１）。圧縮アルゴリズム抽出部２００４が、ＲＴＰヘッダに記載された圧縮アルゴリズムを抽出し、パケット伸張部２００５に設定する（ステップＳ１２０２）。パケット伸張部２００５が、ステップＳ１２０２で設定された圧縮アルゴリズムを用いて、ＩＰヘッダ及びＲＴＰデータの伸張を行う（ステップＳ１２０３）。次いで、ＲＴＰデパケッタイズ部２００６が、ＲＴＰデータから映像符号化データを取り出し、デコーダに渡す（ステップＳ１２０４）。デコーダ２００７が、入力された映像符号化データの復号化を行う（ステップＳ１２０５）。最後に映像データ表示部２００８が、映像データの表示を行う（ステップＳ１２０６）。

図１３は、映像送信端末２００のフィードバック処理を説明するためのフローチャートである。図１３において、パケットロス計測部２００２が、パケット受信部２００１にて受信されたＲＴＰパケットに記録されているシーケンス番号を抽出する（ステップＳ１３０１）。そして、シーケンス番号が飛んでいるか否かによってパケットロスが発生したかどうかを判定し、ロスしたパケット数を加算していく（ステップＳ１３０２）。パケットロス計測部２００２が、一定間隔おきに、受信されたトータルのＲＴＰパケット数とステップＳ１３０２で計算されたパケットロス数からパケットロス率を計算する（ステップＳ１３０３）。次いで、フィードバック送信部２００３が、ＲＴＰのタイムスタンプと現在の時刻との差から往復伝搬遅延時間（ＲＴＴ）を計算する（ステップＳ１３０４）。最後にフィードバック送信部２００３が、映像送信端末２００にパケットロス率と往復伝搬遅延時間からネットワーク伝送帯域値を計算する。ネットワーク伝送帯域値の計算方法はいくつか考えられるが、ここでは以下の計算式を用いる。１個のパケットの平均サイズＳ、パケットロス率Ｐ、現在のＲＴＴの加重平均をＲとすると、
ネットワーク伝送帯域値＝Ｓ／（Ｐ×Ｒ）
として求めることができる。最後にフィードバック送信部２００３が、計算されたネットワーク伝送帯域値をフィードバック送信する（ステップＳ１３０５）。

以上のように、本実施の形態の映像伝送システムによれば、映像受信端末２００がパケットロス率を計測して映像送信端末１００にフィードバックし、映像送信端末１００が、使用可能なネットワーク帯域を推定するとともに、無線ＬＡＮのリンク状態を計測して、無線ＬＡＮ上での無線伝送帯域を推定する。また、映像送信端末１００が、コーデックの映像符号化レートと無線伝送帯域を比較し、ＩＰヘッダ及びＲＴＰデータの圧縮率、アルゴリズムを決定してデータの圧縮率を可変する。これにより、コーデックの映像符号化レートの変動幅及び変動周期を抑えることができるため、映像劣化の少ない映像伝送システムを実現することができる。

また、映像送信端末１００と映像受信端末２００との間でパケットロス率の他に、往復伝搬遅延時間を計測し、この計測結果からネットワーク伝送帯域値を推定するとともに、無線ＬＡＮの電界強度やフレーム再送回数を計測して無線ＬＡＮのリンク状態を推定することで、最終的な無線ＬＡＮに送信できる伝送帯域を推定することができ、精度の高いネットワーク伝送帯域を決定することができる。また、無線ＬＡＮのネットワーク伝送帯域の変動周期は時間変動が激しいため、パケット圧縮アルゴリズムと圧縮率を動的に変更することにより、コーデックの符号化レートの時間変動を極力抑えることにより、映像劣化の少ない映像伝送システムを実現することが可能となる。

本発明は、簡単な構成で、無線ＬＡＮにおいても映像の劣化の少ない映像伝送ができるといった効果を有し、無線ＬＡＮを使用したネットワーク上に、映像伝送を行うアプリケーションサービスに効果的に展開することができる映像伝送システムとして有用である。

１００映像送信端末
２００映像受信端末
１００１無線状態計測部
１００２フィードバック受信部
１００３帯域推定部
１００４エンコードレート決定部
１００５圧縮率決定部
１００６圧縮アルゴリズム決定部
１００７エンコーダ
１００８ＲＴＰパケッタイズ部
１００９パケット圧縮部
１０１０パケット送信部
１１００無線伝送帯域テーブル
１２００圧縮率テーブル
１３００圧縮アルゴリズムテーブル
２００１パケット受信部
２００２パケットロス計測部
２００３フィードバック送信部
２００４圧縮アルゴリズム抽出部
２００５パケット伸張部
２００６ＲＴＰデパケッタイズ部
２００７デコーダ
２００８映像データ表示部
２１００映像表示器

Claims

無線ＬＡＮを介して接続される映像送信端末及び映像受信端末を有し、映像送信端末から送信した映像データを映像受信端末で受信する映像伝送システムであって、
前記映像受信端末は、
受信したＩＰパケットのパケットロス率を計測するパケットロス計測手段と、
前記パケットロス計測手段で計測されたパケットロス率を前記映像送信端末にフィードバックするフィードバック送信手段と、
を備え、
前記映像送信端末は、
前記無線ＬＡＮへのリンク状態を計測し無線リンク情報を得る無線状態計測手段と、
前記映像受信端末からフィードバックされたパケットロス率を受信するフィードバック受信手段と、
前記無線状態計測手段で得られた無線リンク情報及び前記フィードバック受信手段で受信されたパケットロス率より前記無線ＬＡＮに送信できるネットワーク伝送帯域を推定する帯域推定手段と、
前記帯域推定手段で推定されたネットワーク伝送帯域に基づいて送信する映像のデータ量を計測しエンコードレートを決定するエンコードレート決定手段と、
前記エンコードレート決定手段で決定されたエンコードレートに基づいてＩＰパケットのペイロード圧縮率とＩＰパケットヘッダの圧縮率を決定する圧縮率決定手段と、
前記エンコードレート決定手段で決定されたエンコードレートに従ってエンコードを行った映像データからＲＴＰパケットを生成するＲＴＰパケッタイズ手段と、
前記ＲＴＰパケッタイズ手段で生成されたＲＴＰパケットを前記圧縮率決定手段で決定されたペイロード圧縮率に従ってパケット圧縮及びヘッダ圧縮を行うパケット圧縮手段と、
を備えた映像伝送システム。
前記無線状態計測手段は、パケット送信時に無線ＬＡＮの電界強度及び無線フレームの再送回数を計測し、一定時間間隔で加重平均する請求項１に記載の映像伝送システム。
前記フィードバック送信手段は、ＲＴＰパケットのタイムスタンプと現在の時刻との差から往復伝搬遅延時間を計算し、さらに、計算した往復伝搬遅延時間と受信した映像データパケットのパケットロス率からネットワーク伝送帯域を計算し、その結果を前記往復伝搬遅延時間とともに前記映像送信端末に送信する請求項１又は請求項２に記載の映像伝送システム。
前記帯域推定手段は、電界強度とフレーム再送回数から決定する無線伝送帯域が記録された無線伝送帯域テーブルを有し、前記フィードバック受信手段で受信された前記パケットロス率と前記往復伝搬遅延時間からネットワーク伝送帯域を計算するとともに前記無線伝送帯域テーブルから導出される無線伝送帯域と比較して、小さい方の値を次に送信する無線伝送帯域として採用する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の映像伝送システム。
前記圧縮率決定手段は、映像データ量と送信可能なネットワーク帯域の比からエンコードレート及びパケット圧縮率及びパケット圧縮アルゴリズムを決定する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の映像伝送システム。
前記ＲＴＰパケッタイズ手段は、エンコードされた映像データをＲＴＰパケット化し、
前記パケット圧縮手段は、前記ＲＴＰパケッタイズ手段で得られたＲＴＰパケットの圧縮を行う請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の映像伝送システム。
無線ＬＡＮを介して接続される映像送信端末及び映像受信端末を有し、映像送信端末から送信した映像データを映像受信端末で受信する映像伝送方法であって、
前記映像受信端末において、
受信したＩＰパケットのパケットロス率を計測するパケットロス計測工程と、
前記パケットロス計測工程で計測されたパケットロス率を前記映像送信端末にフィードバックするフィードバック送信工程と、
を備え、
前記映像送信端末において、
前記無線ＬＡＮへのリンク状態を計測し無線リンク情報を得る無線状態計測工程と、
前記映像受信端末からフィードバックされたパケットロス率を受信するフィードバック受信工程と、
前記無線状態計測工程で得られた無線リンク情報及び前記フィードバック受信工程で受信されたパケットロス率より前記無線ＬＡＮに送信できるネットワーク伝送帯域を推定する帯域推定工程と、
前記帯域推定工程で推定されたネットワーク伝送帯域に基づいて送信する映像のデータ量を計測しエンコードレートを決定するエンコードレート決定工程と、
前記エンコードレート決定工程で決定されたエンコードレートに基づいてＩＰパケットのペイロード圧縮率とＩＰパケットヘッダの圧縮率を決定する圧縮率決定工程と、
前記エンコードレート決定工程で決定されたエンコードレートに従ってエンコードを行った映像データからＲＴＰパケットを生成するＲＴＰパケッタイズ工程と、
前記ＲＴＰパケッタイズ工程で生成されたＲＴＰパケットを前記圧縮率決定工程で決定されたペイロード圧縮率に従ってパケット圧縮及びヘッダ圧縮を行うパケット圧縮工程と、
を備えた映像伝送方法。