JP2012157051A - レートシェーピング方法及びレートシェーピング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ネットワークは、第1のレートシェーピング・スキームと、少なくとも1つの他のレートシェーピング・スキームとを用いてレートシェーピングを行う機能を有する。方法は、ネットワークのリソースに基づいて、第1のレートシェーピング・スキームをレートシェーピング・スキームとして適用することが可能なデータストリームの最大個数nを決定するステップと、送信すべき複数のデータストリームの中から、n個のデータストリームを選択し、選択したn個のデータストリームに対してトランスコーディングを行うことにより、レートシェーピングを行うステップと、他のデータストリームに対して、上記第1のレートシェーピング・スキームとは別のレートシェーピング・スキームを用いてレートシェーピングを行うステップとを含む。
【選択図】図5
Description
グを行う方法及び装置に関する。
クにおいてビデオアプリケーションが普及することが予想される。モバイルネットワーク
は、帯域幅をより広くし且つ伝送遅延を低減することによって改良されつつあるが、ビデ
オ通信において求められるものが高いために、制約が残ることになる。したがって、ネッ
トワークリソース割り当てを最適化することと、ネットワーク内のアプリケーションのデ
ータレートを適応させることとが、通信事業者にとっての優先事項となる。ネットワーク
内のアプリケーションのデータレートを適応させるための既存のアプローチがいくつかあ
る。1つのアプローチは、いわゆる「トランスコーディング(transcoding)」であり、
別のアプローチは「パケット・ドロッピング(packet dropping)」であり、さらに別の
アプローチとしては、「レイヤ・ドロッピング(layer dropping)」がある。
いる。特許文献1は、ポリシーエンジンを開示しており、このポリシーエンジンは、処理
能力を超える負荷をホストコンピュータにかけずに最高品質の伝送を行うために、媒体処
理装置の処理制約(processing constraint)を管理して、トランスコーディングのプロ
セスにおける最適な組み合わせを決定するものである。
ている。また、レイヤ・ドロッピングをベースとするアプローチは、例えば、特許文献3
に開示されている。
te shaping)のスキームを考慮に入れた統合レートシェーピングのメカニズムは、これま
で開発されていなかった。
ーピングを行う方法であって、該ネットワークは、第1のレートシェーピング・スキーム
と、第1のレートシェーピング・スキーム以外の少なくとも1つの他のレートシェーピン
グ・スキームとを用いてレートシェーピングを行う機能を有し、上記第1のレートシェー
ピング・スキームは、トランスコーディング・スキームであって、データストリームの品
質への影響が、上記少なくとも1つの他のレートシェーピング・スキームより小さいが、
上記少なくとも1つの他のレートシェーピング・スキームより多くの計算リソースを必要
とするものであり、上記方法は、
上記ネットワークの使用可能な計算リソースに基づいて、上記第1のレートシェーピン
グ・スキームをレートシェーピング・スキームとして適用することが可能なデータストリ
ームの最大個数nを決定するステップと、
送信すべき複数のデータストリームの中から、n個のデータストリームを選択し、選択
したn個のデータストリームに対してトランスコーディングを行うことにより、レートシ
ェーピングを行うステップと、
他のデータストリームに対して、上記第1のレートシェーピング・スキームとは別のレ
ートシェーピング・スキームを用いてレートシェーピングを行うステップとを含む方法が
提供される。
択を行い、その選択に従ってレートシェーピングを行うことによって、使用可能な計算リ
ソースへの適応を可能にするだけでなく、同時に、選択による品質への影響を最適化する
ことができる。
上記複数のデータストリームのそれぞれについて、上記少なくとも1つの他のレートシ
ェーピング・スキームに基づいてビットレートを変更した場合に品質がどれだけ劣化する
かを示す尺度を決定するステップと、
上記尺度が最も大きい品質劣化を示しているn個のデータストリームを、上記第1のレ
ートシェーピング・スキームを適用すべきデータストリームとして選択するステップと、
上記複数のデータストリームのうちの残りのデータストリームに上記少なくとも1つの
他のレートシェーピング・スキームを適用するステップとを含む。
ムに対して適用されるような高度な選択が行われる。すなわち、他のレートシェーピング
・スキームを選択すると特に悪い結果につながると予想されるデータストリームを選択す
ることによって、高度な選択が行われる。このようにして、非常に効率の良い品質の最適
化を行うことができる。
一実施形態によれば、上記品質劣化を示す上記尺度は、データストリームが上記ネット
ワーク経由で送信される前に、あらかじめ決定されるものであり、上記品質劣化を示す上
記尺度は、データストリームとともに上記ネットワークに送信されて、上記ネットワーク
が、個々のデータストリームについて、上記尺度に基づいて適切なレートシェーピング・
スキームを選択する。
用いて、高速かつ高効率で選択を行うことができる。
キーム以外に複数のレートシェーピング・スキームが使用可能な場合は、本方法は、
上記複数のデータストリームのそれぞれについて、上記複数の他のレートシェーピング
・スキームのそれぞれに基づいてビットレートを変更した場合に品質がどれだけ劣化する
かを示す尺度を決定するステップと、
上記第1のレートシェーピング・スキームの適用対象として選択されていないデータス
トリームについて、上記複数の他のレートシェーピング・スキームの中から、それぞれの
データストリームの品質への影響に基づいて、上記影響を最小化するようなレートシェー
ピング・スキームを選択するステップとを含む。
ピング・スキームが複数存在する状況にうまく対処して、全体的な品質において最適な結
果を達成することが可能である。
ング及びレイヤ・ドロッピングのうちのいずれか又は両方を含み、及び/又は、上記デー
タストリームはビデオデータストリームである。
する既存の環境に適用させることができる。
配、又はリソース割り当ての割合(fraction of resource allocation)に対する品質尺
度の勾配である。
いて、特に良好かつ便利な尺度が得られる。
が適用された場合にある特定のデータストリームの品質がどれだけ劣化するかを示す品質
モデルを格納するものであり、ある特定データストリームに対する上記レートシェーピン
グ・スキームの選択は、上記ネットワークに格納された上記品質モデルに基づくものであ
る。
形態によるレートシェーピング・スキームを実行することができる。
シェーピングを行う装置であって、該ネットワークは、第1のレートシェーピング・スキ
ームと、第1のレートシェーピング・スキーム以外の少なくとも1つの他のレートシェー
ピング・スキームとを用いてレートシェーピングを行う機能を有し、上記第1のレートシ
ェーピング・スキームは、トランスコーディング・スキームであって、データストリーム
の品質への影響が、上記少なくとも1つの他のレートシェーピング・スキームより小さい
が、上記少なくとも1つの他のレートシェーピング・スキームより多くの計算リソースを
必要とするものであり、
上記ネットワークの使用可能な計算リソースに基づいて、上記第1のレートシェーピン
グ・スキームをレートシェーピング・スキームとして適用することが可能なデータストリ
ームの最大個数nを決定するモジュールと、
送信すべき複数のデータストリームの中から、n個のデータストリームを選択し、選択
したn個のデータストリームに対してトランスコーディングを行うことにより、レートシ
ェーピングを行うモジュールと、
他のデータストリームに対して、上記第1のレートシェーピング・スキームとは別のレ
ートシェーピング・スキームを用いてレートシェーピングを行うモジュールとを備える装
置が提供される。
上記複数のデータストリームのそれぞれについて、上記少なくとも1つの他のレートシ
ェーピング・スキームに基づいてビットレートを変更した場合に品質がどれだけ劣化する
かを示す尺度を決定するモジュールと、
前記尺度が最も大きい品質劣化を示しているn個のデータストリームを、上記第1のレ
ートシェーピング・スキームを適用すべきデータストリームとして選択するモジュールと
、
上記複数のデータストリームのうちの残りのデータストリームに上記少なくとも1つの
他のレートシェーピング・スキームを適用するモジュールとを備える。
上記ネットワークにおいて、上記第1のレートシェーピング・スキーム以外に複数のレ
ートシェーピング・スキームが使用可能な場合には、上記複数のデータストリームのそれ
ぞれについて、上記複数の他のレートシェーピング・スキームのそれぞれに基づいてビッ
トレートが変更された場合に前記品質がどれだけ劣化するかを示す尺度を決定するモジュ
ールと、
上記第1のレートシェーピング・スキームの適用対象として選択されていないデータス
トリームについて、上記複数の他のレートシェーピング・スキームの中から、それぞれの
データストリームの品質への影響に基づいて、上記影響を最小化するようなレートシェー
ピング・スキームを選択するモジュールとを含む。
ラムは、コンピュータで実行される際に本発明の実施形態のいずれか1つによる方法を実
行することを可能にするコンピュータプログラムコードを含むものである。
ェーピングでは、全体の品質に対するレートシェーピングの悪影響が最小になるように、
複数のレートシェーピング・スキームを用い、異なるビデオストリームに対して実際に適
用するレートシェーピング・スキームを選択する。実際に適用されるレートシェーピング
・スキームを選択するためのベースになるのは、使用可能な各種レートシェーピング・ス
キームついての人間が知覚する品質への影響を比較することであり、この情報を用いて、
ネットワークからサービスを受けるユーザが知覚するビデオにおける全体の品質を向上さ
せるのに適切なスキームを選択する。
スキームとして使用することができ、さらに、トランスコーディングに加えて、トランス
コーディングとは別の1つ以上の他のレートシェーピング・スキーム(例えば、パケット
・ドロッピングやレイヤ・ドロッピング)もレートシェーピングに使用することができる
。さらに、第1のレートシェーピング・スキーム(例えば、トランスコーディング)は、
他の1つ以上のレートシェーピング・スキームより多くの計算処理を必要とするが、同時
に、第1のレートシェーピング・スキームは、他のレートシェーピング・スキームより品
質への影響が少ないものである。そこで、これらのレートシェーピング・スキームを、ネ
ットワーク経由で送信するどのビデオストリームに対して使用するかを、それぞれのレー
トシェーピング・スキームの影響に基づいて決定して、全体の品質が最適化されるように
する。一実施形態によれば、第1のレートシェーピング・スキームは、トランスコーディ
ングであり、第2(又は他)のレートシェーピング・スキームは、トランスコーディング
とは別のスキームである。トランスコーディングとは異なる別のレートシェーピング・ス
キームとしては、例えば、パケット・ドロッピングやレイヤ・ドロッピングがある。
スコーディングのような)同一レートシェーピング・スキームにおいて(例えば)パラメ
ータを変更することを意味するものではなく、レートシェーピングをどのように行うか(
例えば、レイヤ・ドロッピング又はパケット・ドロッピングと異なる下位アルゴリズムに
対してトランスコーディングを行うなど)に関する技術的アプローチ又はアルゴリズムが
異なることを意味すると理解されたい。
のように、レートシェーピング・スキームが異なれば、必要な計算リソース(例えば、C
PU時間)も異なる。これは、例えば、図1に示すとおりである。図1は、ある例示的な
ビデオを別のデータレートにトランスコードするアプローチが、パケット・ドロッピング
アプローチやレイヤ・ドロッピングアプローチよりも格段に(時間消費で測定される)計
算リソースがかかることを示している。図1は、ストリームのトランスコードにかかる計
算時間をグラフで示しており、このグラフでは、計算時間は、(ビットレートが約4kb
psの場合の)約0.46秒から始まって(ビットレートが約400kbpsの場合の)
約0.73秒まで上昇している。一方、図1から分かるように、パケット・ドロッピング
スキームの場合の計算時間は、ビットレートが約70kbpsから約640kbpsまで
の間、ほぼ同じまま(約0.03秒)である。同様に、レイヤ・ドロッピングスキームの
場合の計算時間は、ビットレートが約140kbpsから約440kbpsまでの間、ほ
ぼ一定(約0.025秒)である。
ネットワークからサービスされる全てのビデオデータストリームに対してトランスコーデ
ィングを行えるとは限らない。したがって、一実施形態によれば、いくつかのビデオスト
リームに対しては(1つ以上の)他のレートシェーピング・スキーム(パケット・ドロッ
ピングやレイヤ・ドロッピングなど)を選択し、これらのスキームを使用することによっ
て、計算に関する要件を小さくすることができる。
響が最も小さいレートシェーピング・スキームである)を適用すべきビデオストリームの
選択を行う。この選択においては、使用可能な計算リソースに基づいて、いくつのビデオ
ストリームに第1のレートシェーピング・スキームを適用できるかを決定し、次に、その
数に対応するストリームを、第1のレートシェーピング・スキーム(例えば、トランスコ
ーディング)の適用対象として選択する。次に、残りのビデオストリームについて、1つ
以上の他のレートシェーピング・スキームを選択して適用する。このようにして、品質へ
の影響が最も少ない第1のレートシェーピング・スキームの適用対象として(使用可能な
リソースに対して)可能な限り多くのビデオストリームを選択して、使用可能リソース及
び品質への影響に基づいて品質を最適化するような選択を行うことができる。
ームを選択する際に品質への影響を考慮することによって、更に改善することができる。
ここで、(「良い」第1のレートシェーピング・スキーム以外の)他のレートシェーピン
グ・スキームが各種ビデオストリームの品質に与える影響を考慮する。いくつかのビデオ
ストリームのそれぞれについて、ある特定のレートシェーピング・スキームが各ビデオス
トリームの品質に与える影響を示す何らかの指標を用いることができる。この品質への影
響に関する情報を用いることによって、別のレートシェーピング・スキームを選択した場
合には特に悪い影響を与えることになるビデオストリームを、第1(「最も良い」)のレ
ートシェーピング・スキームの適用対象として選択することができる。言い換えると、第
1のレートシェーピング・スキームではない別のレートシェーピング・スキームを適用し
た場合の品質劣化が最大になるようなビデオストリームを、第1のレートシェーピング・
スキームの適用対象として選択する。
適化された選択」が行われ、この選択処理は、使用可能な計算リソースに基づくだけでな
く、各種レートシェーピング・スキームがビデオストリームの品質に与える影響にも基づ
いて行われる。つまり、ビデオストリームに対して適用すべきレートシェーピング・スキ
ームの選択は、使用可能な計算リソースの制約の下で、品質への影響を考慮して行われる
。例えば、ネットワークで提供可能なリソースにおいて同時にトランスコードできるビデ
オストリームの数が最大で3である場合は、他の使用可能なレートシェーピング・スキー
ム(パケット・ドロッピングなど)を実行した場合のビデオ品質への影響が最大になるよ
うな3つのビデオストリームを、トランスコードの対象として選択する。もう少し詳しく
説明すると、例えば、この選択アルゴリズムでは、(送信する各ビデオストリームについ
て)「他の」レートシェーピング・スキーム(ここではパケット・ドロッピング)でレー
トシェーピングを行う場合のデータレートに対してビデオ品質の勾配(データレートを変
化させたときの品質の変化量)を計算する。この場合、勾配が大きいことは、そのビデオ
がパケット・ドロッピングに対してより影響を受け易いことを意味する。したがって、勾
配が最大であるビデオに対して、パケット・ドロッピングではなく、トランスコーディン
グ(第1のレートシェーピング・スキーム)が行われるように選択して最適化を行う。こ
のようにして、勾配が最も大きい3つのビデオストリームをトランスコーディングの対象
として選択し、残りのビデオストリームに対して、パケット・ドロッピングを行う。この
場合、勾配が最も大きい3つのビデオストリームのうちの1つをパケット・ドロッピング
の対象として選択した場合より全体の品質への影響が小さくなる。
要が大きいためにネットワークが混雑していて、そのネットワークにおいて、ある特定の
個数のビデオストリームを同時にトランスコードするための計算リソースが限られている
シナリオが考えられる。したがって、ネットワークリソースを効率よく割り当てて、且つ
ユーザの全体的な満足度を最大化しながらネットワーク負荷を低減するために、物理/リ
ンク情報(例えば、チャネル品質、可能なデータレート、パケット損失率)及びアプリケ
ーション情報(例えば、ユーザが知覚するビデオ品質)の両方を考慮に入れて、QoE(
Quality of Experience:体感品質)ベースの最適化を行う。これに関しては、S.Kh
an,S.Duhovnikov,E.Steinbach,and W.Keller
er,“MOS−based multiuser multiapplication
cross−layer optimization for mobile mul
timedia communication,”Advances in Multi
media,2007,article ID 94918を参照されたい。
ランスコーディング、パケット・ドロッピング、及びレイヤ・ドロッピング)を用いる。
各種レートシェーピング・スキームにおける品質劣化を定量的に示す何らかの指標を見出
すために、ユーザが知覚するビデオ品質に対して各種スキームが与える影響についての研
究が行われてきた。この研究では、ビデオ品質を測定するために、画素単位の歪み(dist
ortion)を用いる(例えば、PSNRを計算する)のではなく、vSSIM(video Stru
ctural SIMilarity:ビデオ構造的類似性)指数(例えば、Z.Wang,L.Lu,a
nd A.C.Bovik,“Video Quality Assessment B
ased on Structural Distortion Measuremen
t,”IEEE Signal Processing:Image Communic
ation,vol.19,no.1,pp.121−132,Feb.2004を参照
)を用いている。人間の目は構造的情報への適応性が高いため、vSSIMは、PSNR
より良好な尺度である。
M)も原理的には使用することができる。一例として、図2は、各種のレートシェーピン
グ・スキームが例示的なビデオ(ここでは、サッカーのビデオ)の品質に与える影響を示
している。図2から分かるように、同じコーデックへのトランスコーディング(例えば、
H.264コーデックからH.264コーデックへのトランスコーディングを行うが、エ
ンコードの量子化が異なっているような処理)は、別のコーデックへのトランスコーディ
ングに比べると、ビデオ品質への影響が最小限である(ほとんどない)スキームである。
この場合のグラフは、レートシェーピングをまったく適用しないオリジナルビデオの場合
とほぼ同一である。一方、図2から分かるように、別のコーデックへのトランスコーディ
ング(例えば、H.264コーデックからMPEG4コーデックへのトランスコーディン
グ)の場合は、品質が劣化する。最も顕著に品質が劣化するのは、パケット・ドロッピン
グを適用した場合であり、レイヤ・ドロッピングを適用した場合の品質への影響はそこま
でではないが、それでもトランスコーディングに比べれば影響は大きい。
も依存する。図3は、異なる2つのビデオコンテンツ(「ニュース」及び「スポーツ」)
についての、トランスコーディングとパケット・ドロッピングとのビデオ品質の劣化の比
較を示している。ここで、Enc1は、様々なレートでエンコードした場合の、オリジナ
ルビデオのソース歪みである(レートシェーピング・スキームは適用せず)。さらに、図
3は、トランスコーディング(TransH264)及びパケット・ドロッピング(Pk
tDrop)を適用した場合の品質への影響を示している。
な要因になり得ると結論づけることができる。図3から分かるように、トランスコーディ
ングは、ニュース及びサッカーの両方のストリームに対する影響が非常に小さい。ニュー
スのストリームの場合、実際の影響はほとんどゼロである。図3においては、オリジナル
ビデオとトランスコーディング済みビデオの2つのグラフは、実際ほとんど区別がつかな
い(両方とも最初はMOSが約3.5であり、その後、約4.5に上昇する)。サッカー
のストリームの場合は、グラフから分かるように、いくらかの(わずかな)品質の劣化が
ある。サッカーのストリームにおけるトランスコーディングのグラフでは、最初MOSは
約2.3であり、約3.8に上昇する。オリジナルビデオのMOSは、同じビットレート
であれば、トランスコーディングの場合に比べて約0.2から0.4高い。これに対して
、パケット・ドロッピングスキームは、サッカー及びニュースの両方のストリームに対し
て顕著な影響をもたらす。ニュースのビデオの場合は特に、100〜200のビットレー
トの範囲において顕著な影響をもたらす。サッカーのビデオの場合は、400kbps超
の非常に高いビットレートを除く、ほぼ全てのビットレートの範囲において顕著な影響を
もたらす。400kbps超では、オリジナルビデオとパケット・ドロッピングを行った
ビデオとのMOSの差が、0.5以下になる。
地局からサービスを受ける全てのユーザが知覚する全体的な品質が最大化されるように、
どのビデオストリームに対してトランスコーディング、又はパケット・ドロッピング、又
はレイヤ・ドロッピングを行うべきかを選択することができる。
E)を可能な限り高く保ちながら、限られた計算リソースを効果的に割り当てることがで
きる。実際、シミュレーション結果によれば、QoEビデオフレームワークを含むHSD
PAシステムに提案のアルゴリズムを適用すると、全体の品質を向上させることができる
。
デオストリーミングのユーザ数は6であり、ビデオコンテンツは5種類ある。また、ネッ
トワークは、最大で同時に3つのビデオストリームに対してトランスコーディングを行う
ことが可能であり、他のレートシェーピング・スキームはパケット・ドロッピングである
。図4の左側に示したケースでは、パケット・ドロッピングによる品質劣化作用が最も少
ない3つのビデオストリームをトランスコーディングの対象として選択し、他のビデオを
パケット・ドロッピングの対象として選択している。図4の左側の図から分かるように、
選択の開始後、品質は大きく変動し、不安定である。一方、図4の右側に示したケースで
は、パケット・ドロッピングによる品質劣化作用が最も深刻であるビデオストリームをト
ランスコーディングの対象として選択している。図4から分かるように、これら3つのス
トリームについてパケット・ドロッピングを避けることにより、全体の品質への影響が著
しく改善され、品質がより高くなり、より安定する。したがって、提案のアルゴリズムを
適用することにより、全てのユーザにとって、知覚されるビデオ品質が向上する。
。まず、本アルゴリズムは、ビデオストリームの合計数が最大トランスコーディング能力
(Max.Trans.Cap.)を下回るかどうかをチェックする。下回る場合は、「
インテリジェント」な選択を行う必要がなく、単純に全てのビデオストリームにトランス
コーディングを適用することができる。下回らない場合、本アルゴリズムは、ビデオ品質
へのパケット・ドロッピングの影響を計算しなければならない。例えば、(図6に示した
ように)データレートに対する、ユーザが知覚する品質(MOS)の勾配を計算しなけれ
ばならない。次に、本アルゴリズムは、最大の勾配となるビデオストリームを選択、すな
わちトランスコーディングし(最大の勾配となるビデオストリームは、トランスコーディ
ング以外の、最適でないレートシェーピング・スキームを用いると最も深刻な影響を受け
るため)、選択したビデオの数が最大トランスコーディング能力と同じになるまで選択ル
ープを続行する。最後のステップで、本アルゴリズムは、選択した全てのビデオにトラン
スコーディングを適用する。
あらかじめ測定しておくことが可能である。そのような測定は、異なるコンテンツごとに
実施しておくことも可能であり、あるいは、コンテンツに応じて実施しておくことも可能
である。そして、この勾配は、対応するレートシェーピング・スキームを選択した場合の
、品質への影響を示す指標とすることができる。
可能であり、ネットワークは、レート適応を行う際にこの情報を用いて選択を行うことが
できる。代替として、ビデオは、そのコンテンツに関する何らかの情報を搬送するのみと
し、品質への影響を示す勾配情報は、ネットワーク内の特定の場所(レート適応を行う場
所であってもよく、離れているサーバやデータベースであってもよい)にあらかじめ格納
しておき、ネットワーク(又はレートシェーピング選択を行うエンティティ)は、そのコ
ンテンツ情報に基づいて勾配をルックアップ(検索)し、その勾配に基づいて選択アルゴ
リズムを実行するようにしてもよい。
的に実装することが可能である。そのようなシナリオを、図7に例示的に示している。図
7に示した状況では、セッションを300kbpsのレートで開始し(図7のステップ1
)、これを200kbpsのレートに変換する。このような決定は、例えば、図7に示し
たQoE最適化モジュールによって行われる(図7のステップ2)。次に、レートシェー
ピングモジュールは、使用可能なレートシェーピング・スキーム(図7では、トランスコ
ーディング、パケット・ドロッピング、及びレイヤ・ドロッピングが示されている)の中
から、適用すべき・スキームを選択する(図7のステップ3)。
ムが、サーバ#1、#2、及び#3によって、それぞれ、300、200、及び300k
bpsのレートで配信されている。コアネットワークでは、一実施形態によるレートシェ
ーピングが行われていて、3つのストリームが、それぞれ、200、150、及び150
kbpsのレートに変換されている。
の、ビデオ品質への影響を示す体感品質(QoE)モデルを示している。このQoEモデ
ルは、コアネットワーク(CN)にあらかじめ格納しておくことが可能であり、あるいは
、ビデオストリームに含めて伝送することが可能である。この情報に基づいて、QoE最
適化器は、計算リソースが、2つのストリームに対してトランスコーディングを行う分し
かないという前提で、どのストリームをトランスコーディングの対象として選択すべきか
をレートシェーパに指示する。この実施形態では、3つ目のストリームに対して、レート
シェーピング・スキームとしてパケット・ドロッピング又はレイヤ・ドロッピングを使用
する。
への影響の尺度として機能する)品質の勾配を、ビットレートの関数として用いている。
しかしながら、ビットレートに対する品質尺度の代わりに、「リソース割り当ての割合(
fraction of resource allocation)」に対する品質尺度を用いることも可能である。
デル)を用いることができる。リソース割り当ての割合は、実際には、データレート及び
無線チャネル品質の関数である。したがって、(例えば、チャネル品質指標(CQI)で
与えられるような)チャネル品質と、特定レベルのビデオ品質を与えるデータレート(品
質モデルの図の各点)とが分かれば、データレート(例えば、図2又は図3に示したよう
な、品質モデルの図のx軸)をリソース割り当ての割合に変換することを容易に行うこと
ができる。この、QoEモデルの代替としては、カーブの更新を、各モバイル端末の平均
チャネル品質に基づいて行うことができる。各モバイル端末は、例えば、CQIをネット
ワークにフィードバックすることが可能であり、この情報は、品質(QoE)モデルを更
新するために用いることができる。このような実施形態の場合、QoEモデルに基づく選
択に関する決定は、ビットレートだけに基づくのではなく、リソース割り当ての割合によ
って示される実際のネットワーク使用状況に基づいて行われる。このことは、リソース割
り当ての最適化問題を実行する上で有利で、役に立ち得る。
て、又はソフトウェアによって、又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって
実施することができる。本発明の実施形態に関連して説明したモジュール及び機能は、そ
の全体又は部分が、本発明の実施形態に関連して説明した方法又はモジュールに従って動
作するように、適切にプログラミングされ、且つ、適切なインタフェース及び周辺装置を
有するマイクロプロセッサ又はコンピュータによって実装することができる。
プログラムは、記録媒体や伝送リンクのような何らかの物理的手段によって具体化される
データキャリア又は他の何らかの様式で記憶されるものである。このコンピュータプログ
ラムは、コンピュータ上で実行されるときに、本明細書に記載の本発明の実施形態に従っ
てコンピュータを動作させることができる。
Claims (12)
- ネットワーク経由で送信される複数のデータストリームのレートシェーピングを行う方
法であって、前記ネットワークは、第1のレートシェーピング・スキームと、前記第1の
レートシェーピング・スキーム以外の少なくとも1つの他のレートシェーピング・スキー
ムとを用いてレートシェーピングを行う機能を有し、前記第1のレートシェーピング・ス
キームは、トランスコーディング・スキームであり、前記第1のレートシェーピング・ス
キームは、前記データストリームの品質への影響が、前記少なくとも1つの他のレートシ
ェーピング・スキームより小さいが、前記少なくとも1つの他のレートシェーピング・ス
キームより多くの計算リソースを必要とするものであり、
前記ネットワークの使用可能な計算リソースに基づいて、前記第1のレートシェーピン
グ・スキームをレートシェーピング・スキームとして適用することが可能なデータストリ
ームの最大個数nを決定するステップと、
送信すべき複数のデータストリームの中から、n個のデータストリームを選択し、選択
したn個のデータストリームに対してトランスコーディングを行うことにより、レートシ
ェーピングを行うステップと、
他のデータストリームに対して、前記第1のレートシェーピング・スキームとは別のレ
ートシェーピング・スキームを用いてレートシェーピングを行うステップと
を含む方法。 - 前記複数のデータストリームのそれぞれについて、前記少なくとも1つの他のレートシ
ェーピング・スキームに基づいてビットレートを変更した場合に前記品質がどれだけ劣化
するかを示す尺度を決定するステップと、
前記尺度が最も大きい品質劣化を示しているn個のデータストリームを、前記第1のレ
ートシェーピング・スキームを適用すべきデータストリームとして選択するステップと、
前記複数のデータストリームのうちの残りのデータストリームに前記少なくとも1つの
他のレートシェーピング・スキームを適用するステップと
をさらに含む請求項1に記載の方法。 - 前記品質劣化を示す前記尺度は、前記データストリームが前記ネットワーク経由で送信
される前にあらかじめ決定されるものであり、
前記品質劣化を示す前記尺度は、前記データストリームとともに前記ネットワークに送
信されて、前記ネットワークは、個々の前記データストリームについて、前記尺度に基づ
いて適切なレートシェーピング・スキームを選択する、請求項2に記載の方法。 - 前記ネットワークにおいて、前記第1のレートシェーピング・スキーム以外に複数のレ
ートシェーピング・スキームが使用可能な場合は、
前記複数のデータストリームのそれぞれについて、前記複数の他のレートシェーピング
・スキームのそれぞれに基づいてビットレートを変更した場合に前記品質がどれだけ劣化
するかを示す尺度を決定するステップと、
前記第1のレートシェーピング・スキームの適用対象として選択されていないデータス
トリームについて、前記複数の他のレートシェーピング・スキームの中から、それぞれの
、前記データストリームの前記品質への影響に基づいて、前記影響を最小化するようなレ
ートシェーピング・スキームを選択するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記他のレートシェーピング・スキームは、パケット・ドロッピング及びレイヤ・ドロ
ッピングのうちのいずれか又は両方を含むことと、
前記データストリームは、ビデオデータストリームであることと
の少なくともいずれかを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記品質劣化の前記尺度は、ビットレートに対する品質尺度の勾配、又はリソース割り
当ての割合に対する品質尺度の勾配である、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法
。 - 前記ネットワークが、ある特定のレートシェーピング・スキームが適用された場合にあ
る特定のデータストリームの品質がどれだけ劣化するかを示す品質モデルを格納するもの
であり、
特定データストリームに対する前記レートシェーピング・スキームの選択は、前記ネッ
トワークに格納された前記品質モデルに基づいて行われる、請求項1から6のいずれか一
項に記載の方法。 - ネットワーク経由で送信される複数のデータストリームのレートシェーピングを行う装
置であって、前記ネットワークは、第1のレートシェーピング・スキームと、前記第1の
レートシェーピング・スキーム以外の少なくとも1つの他のレートシェーピング・スキー
ムとを用いてレートシェーピングを行う機能を有し、前記第1のレートシェーピング・ス
キームは、トランスコーディング・スキームであり、前記第1のレートシェーピング・ス
キームは、前記データストリームの品質への影響が、前記少なくとも1つの他のレートシ
ェーピング・スキームより小さいが、前記少なくとも1つの他のレートシェーピング・ス
キームより多くの計算リソースを必要とするものであり、
前記ネットワークの使用可能な計算リソースに基づいて、前記第1のレートシェーピン
グ・スキームをレートシェーピング・スキームとして適用することが可能なデータストリ
ームの最大個数nを決定するモジュールと、
送信すべき複数のデータストリームの中から、n個のデータストリームを選択し、選択
したn個のデータストリームに対してトランスコーディングを行うことにより、レートシ
ェーピングを行うモジュールと、
他のデータストリームに対して、前記第1のレートシェーピング・スキームとは別のレ
ートシェーピング・スキームを用いてレートシェーピングを行うモジュールと
を備える装置。 - 前記複数のデータストリームのそれぞれについて、前記少なくとも1つの他のレートシ
ェーピング・スキームに基づいてビットレートを変更した場合に前記品質がどれだけ劣化
するかを示す尺度を決定するモジュールと、
前記尺度が最も大きい品質劣化を示しているn個のデータストリームを、前記第1のレ
ートシェーピング・スキームを適用すべきデータストリームとして選択するモジュールと
、
前記複数のデータストリームのうちの残りのデータストリームに前記少なくとも1つの
他のレートシェーピング・スキームを適用するモジュールと
をさらに備える、請求項8に記載の装置。 - 前記品質劣化を示す前記尺度は、前記データストリームが前記ネットワーク経由で送信
される前に、あらかじめ決定されるものであり、
前記品質劣化を示す前記尺度は、前記データストリームとともに前記ネットワークに送
信されて、前記ネットワークは、個々の前記データストリームについて、前記尺度に基づ
いて適切なレートシェーピング・スキームを選択するものである、請求項9に記載の装置
。 - 前記ネットワークにおいて、前記第1のレートシェーピング・スキーム以外に複数のレ
ートシェーピング・スキームが使用可能な場合には、前記複数のデータストリームのそれ
ぞれについて、前記複数の他のレートシェーピング・スキームのそれぞれに基づいてビッ
トレートが変更された場合に前記品質がどれだけ劣化するかを示す尺度を決定するモジュ
ールと、
前記第1のレートシェーピング・スキームの適用対象として選択されていないデータス
トリームについて、前記複数の他のレートシェーピング・スキームの中から、それぞれの
、前記データストリームの前記品質への影響に基づいて、前記影響を最小化するようなレ
ートシェーピング・スキームを選択するモジュールと
を備える、請求項8に記載の装置。 - コンピュータで実行される際に請求項1から7のいずれか一項に記載の方法を実行する
ことを可能にするコンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラム。
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