JP2984927B1 - 動画転送方法及び通信ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 ネットワークの負荷が増大した場合でも遅延
を生じることなく動画を転送する。 【解決手段】 ３次元動画データは、静止画の全物体デ
ータからなる基準フレームデータと、２つの静止画間の
物体データの差分値からなる差分フレームデータとの組
み合わせでサーバ１から送出される。ネットワーク２の
途中に設けられたゲートウェイ３，４において、出力側
ネットワークの帯域を常時計測する。ゲートウェイ３，
４は、受信した差分フレームデータの長さとネットワー
ク帯域とから差分フレームデータの転送に要する予想転
送周期を求める。ゲートウェイ３，４は、予想転送周期
が基準転送周期より長いとき、差分フレームデータの精
度を荒くしてクライアント側に転送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３次元動画データ
をサーバからクライアントへ転送する場合に、ネットワ
ークの途中に設置した中継局（ゲートウェイ）を用い
て、ネットワークの負荷及び変換効率に応じて３次元動
画データの構成を変化させる動画転送方法及び通信ネッ
トワークシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ内部における３次元データ
の表現形式として代表的なものとしては、ポリゴン形式
がある。ポリゴン形式では３次元物体を頂点座標、稜
線、面のデータで表現する。動画データはポリゴンデー
タを時系列的に並べて構成する。３次元動画データをサ
ーバに用意しておき、これをクライアントに転送し表示
する場合に、クライアントからの要求に基づいてサーバ
が３次元データを加工し、データ量を削減する方式が、
特開平６−１４９６９４号公報に分配データ受信選択方
式として開示されている。この分配データ受信選択方式
においては、分配ノードと端末間で画像データを送ると
しているが、分配ノードをゲートウェイとしても同じこ
とが言える。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
６−１４９６９４号公報に開示された分配データ受信選
択方式においては、ネットワークの負荷に応じて送信側
のデータ構成を変化させるようには構成されておらず、
あくまでクライアント側からの指示により、データの構
成を変化させるようになっている。そのため、ネットワ
ークの負荷が高くなった場合には、フレームを規定のタ
イミングで送信できなくなり、クライアントにおける動
画の表示が遅くなったり、動画が途切れたりするという
問題点があった。本発明は、上記問題点を解決するため
になされたものであり、ネットワークの負荷状況に応じ
た遅延の無い動画転送方法及び通信ネットワークシステ
ムを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載のように、時系列的に並べられた複数の３次元静止画
から構成される３次元動画（３０）を、任意の時点にお
ける静止画の全物体データからなる基準フレームデータ
（４１−１）と、２つの静止画間の物体データの差分値
からなる差分フレームデータ（４１−２〜４１−５）と
の組み合わせで記述し、これら基準フレームデータと差
分フレームデータとを３次元動画データとしてサーバ
（１）からクライアント（５，６，７）へネットワーク
（２）を介して転送する動画転送方法であって、上記ネ
ットワークの途中に設けられた中継局（３，４）におい
て、出力側ネットワークの帯域（ｅ）を常時計測し、受
信した差分フレームデータの長さ（Ｌ）と計測したネッ
トワーク帯域とから差分フレームデータの転送に要する
予想転送周期を求め、この予想転送周期が所定の基準転
送周期（Ｔｃ）より長いとき、差分フレームデータの精
度を荒くしてクライアント側に転送するようにしたもの
である。このように、中継局において、出力側ネットワ
ークの帯域を常時計測し、受信した差分フレームデータ
の長さと計測したネットワーク帯域とから差分フレーム
データの転送に要する予想転送周期を求め、この予想転
送周期が所定の基準転送周期より長いとき、差分フレー
ムデータの精度を荒くしてクライアント側に転送するよ
うにしたものである。差分フレームデータの精度を荒く
して、フレームデータのサイズを減少させることによ
り、フレームデータの転送周期を基準転送周期に準拠さ
せて転送するようにしたので、クライアントにおいて動
画を表示する場合に、動画の表示が遅れることがない。

【０００５】また、本発明は、請求項２に記載のよう
に、上記基準転送周期（Ｔｃ）と予想転送周期（Ｌ／
ｅ）との比から求まるデータ圧縮率の予想値（γ）に応
じて、差分フレームから生成される静止画の精度を示す
差分精度値を決定し、この差分精度値と差分フレームデ
ータ中の差分値とを比較して、個々の差分値の転送要否
を判断し、転送要と判断した差分値だけを含む新たな差
分フレームデータを生成することにより、上記差分フレ
ームデータの精度を荒くする精度変換を行うようにした
ものである。また、本発明は、請求項３に記載のよう
に、転送不要と判断した差分値の累積を保持し、新たに
差分フレームデータを受信したとき、この差分フレーム
データ中の差分値を対応する累積差分値に加算し、上記
差分精度値との比較及び差分フレームデータの生成に加
算後の累積差分値を用い、保持中の累積差分値のうち、
新たな差分フレームデータとして転送した累積差分値を
初期化するようにしたものである。

【０００６】また、本発明は、請求項４に記載のよう
に、上記中継局に、上記データ圧縮率と差分精度値を決
定するための差分精度倍率とを対応付けて格納するテー
ブル（６０）を用意し、このテーブルにデータ圧縮率と
差分精度倍率とを予め格納し、データ圧縮率の予想値に
対応する差分精度倍率をテーブルから取得して、この差
分精度倍率に基づいて差分精度値を決定するようにした
ものである。また、本発明は、請求項５に記載のよう
に、上記精度変換後の差分フレームデータの長さと変換
前の差分フレームデータの長さとからデータ圧縮率の実
績値を算出し、上記差分精度値の決定に用いた差分精度
倍率に対応する、上記テーブル中のデータ圧縮率の値を
実績値に更新するようにしたものである。また、本発明
は、請求項６に記載のように、上記精度変換に要した処
理時間（Ｔｐ）を計測し、上記データ圧縮率の予想値を
求める際には、上記基準転送周期と予想転送周期との比
（Ｔｃ／（Ｌ／ｅ））から、直前の精度変換に要した処
理時間と予想転送周期との比（Ｔｐ／（Ｌ／ｅ））を引
いた値をデータ圧縮率の予想値（γ）とするようにした
ものである。

【０００７】また、本発明は、請求項７に記載のよう
に、時系列的に並べられた複数の３次元静止画から構成
される３次元動画を、任意の時点における静止画の全物
体データからなる基準フレームデータと、２つの静止画
間の物体データの差分値からなる差分フレームデータと
の組み合わせで記述し、これら基準フレームデータと差
分フレームデータとを３次元動画データとしてサーバ
（１）からクライアント（５，６，７）へ転送する通信
ネットワークシステムにおいて、サーバからクライアン
トへ至るネットワーク（２）の途中に中継局（３，４）
を設け、この中継局は、出力側ネットワークの帯域を常
時計測するネットワーク帯域計測手段（１１）と、受信
した差分フレームデータの長さと計測したネットワーク
帯域とから差分フレームデータの転送に要する予想転送
周期を求め、この予想転送周期が所定の基準転送周期よ
り大きいとき、差分フレームデータの精度を荒くしてク
ライアント側に転送する精度変換手段（９，１２）とを
有するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施
の形態となる通信ネットワークシステムの構成を示すブ
ロック図である。同図において、１は３次元動画データ
を蓄積しているサーバ、２はインターネットあるいはイ
ントラネットを構成する通信ネットワーク（以下、ネッ
トワークと略称する）、３，４はサーバ１からクライア
ント５，６，７へ至るネットワーク２の途中に設けられ
たゲートウェイ（中継局）、５，６，７は３次元動画デ
ータを受信し表示するクライアントである。

【０００９】ここでは、クライアント５がゲートウェイ
３を介してサーバ１と接続されている。また、クライア
ント６，７がゲートウェイ４に接続され、さらにこのゲ
ートウェイ４がゲートウェイ３を介してサーバ１に接続
されている。

【００１０】図２はゲートウェイ３，４の構成を示すブ
ロック図である。同図において、８はサーバ１から送信
された３次元動画データを受信するデータ受信部であ
る。このデータ受信部８は、受信したフレームデータの
長さＬを精度倍率設定部１２に渡す。

【００１１】差分精度変換部９は、データ受信部８から
受け取った３次元動画データのうち差分フレームデータ
の精度を差分精度倍率ｐに応じて変換して出力する。ま
た、差分精度変換部９は、精度変換処理の結果のデータ
圧縮率や変換処理時間の情報を精度倍率設定部１２へ渡
す。データ送信部１０は、差分精度変換部９から出力さ
れた動画データをクライアント側に送信する。

【００１２】ネットワーク帯域計測部１１は、データ送
信部１０からクライアントに対して送信したフレームデ
ータの長さと送信に要した時間とから出力側ネットワー
クの現在の帯域幅ｅを求めることにより、ネットワーク
の負荷を監視している。そして、精度倍率設定部１２
は、データ受信部８から受け取った受信フレームデータ
長Ｌとネットワーク帯域計測部１１で計測されたネット
ワーク帯域幅ｅとに基づいて差分精度倍率ｐを決定し、
これを差分精度変換部９に渡す。

【００１３】図３はクライアント５，６，７の構成を示
すブロック図である。データ受信部１５は、ゲートウェ
イ３，４からフレームデータを受信して、これを画像展
開処理部１６に渡す。画像展開処理部１６は、受け取っ
たフレームデータを高速展開処理し、フレームバッファ
１７に格納する。フレームバッファ１７に書き込まれた
データは、ラスタースキャンで読み出され、ディスプレ
イ装置１８にグラフィックス画像として表示される。

【００１４】次に、３次元動画データの構造について説
明する。本実施の形態で用いる３次元動画データの構造
を図４に示す。図４（ａ）は３次元動画を構成する３次
元静止画の変化を示し、図４（ｂ）は各３次元静止画に
対応して生成されるフレームデータを示している。

【００１５】１つの３次元動画３０は、図４（ａ）に示
すように、時系列的に並べられた複数の３次元静止画３
１−１，３１−２，３１−３，３１−４から構成されて
いる。ここでは、各静止画をフレームと呼ぶ。３次元動
画３０は、これらフレームを基準転送周期Ｔｃの間隔で
連続表示することで得られる。

【００１６】図４（ａ）の例では、時間の経過に伴って
各フレーム３１−１〜３１−４中の頂点Ａ，Ｂ，Ｃを有
する３次元物体が変化している。各フレームに対応して
生成されるフレームデータは、そのデータ構造により、
基準フレームデータ４１−１と、差分フレームデータ４
１−２，４１−３，４１−４とに分けられる。

【００１７】基準フレームデータ４１−１は、任意の時
点におけるフレームの全物体データからなるデータであ
り、より具体的には、３次元物体の各頂点Ａ〜Ｃ間の接
続情報と、各頂点Ａ〜Ｃの座標値とからなるデータであ
る。なお、基準フレームデータ４１−１については、デ
ータ転送の最中にデータの抜けが発生する等の問題が生
じない限り、通常、３次元動画データの転送開始時に送
信するだけでよい。

【００１８】差分フレームデータ４１−２，４１−３，
４１−４は、２つのフレーム間の物体データの差分値か
らなるデータであり、より具体的には、対応するフレー
ムとその直前のフレームとの間での３次元物体の各頂点
座標値の変化量からなるデータである。このように、直
前のフレームとの差分から差分フレームデータが順次生
成される。

【００１９】なお、頂点座標値の変化量が同一の複数の
頂点については、個々の頂点の変化量を送らずに、１つ
の変化量とそれに該当する頂点の番号をグループ化して
送ることにより、データ量を減らすことができる。サー
バ１は、以上のような構造の３次元動画データを生成し
て、これをネットワーク２に送出する。

【００２０】次に、差分精度変換部９の動作について説
明する。図５は差分精度変換部９の構成を示すブロック
図、図６は差分精度変換部９による精度変換処理を示す
フローチャート図、図７は精度変換された差分フレーム
データの構造を示す図である。本発明では、サーバ側か
ら差分フレームデータを受信する度に、差分フレームデ
ータ中の差分値から３次元物体の各頂点の座標変化量を
算出し、その変化量が差分精度値以上のものとなった差
分値のみを新たな差分フレームデータとしてクライアン
ト側に送信するようにしている。

【００２１】また、送信しなかった各頂点の差分値を累
積差分値として順次累積保持するとともに、新たな差分
フレームデータを受信する度にその差分フレームデータ
に含まれる各頂点の差分値を、対応する累積差分値に加
算し、加算後の累積差分値から各頂点の座標変化量を算
出するようにしている。

【００２２】図５において、５０はデータ受信部８から
受け取った基準フレームデータ及び差分フレームデータ
を一時的に保存する入力レジスタ、５１は内部で保持す
る累積差分値に入力レジスタ５０内の差分フレームデー
タに含まれる差分値を加算するアキュムレータである。

【００２３】また５３はアキュムレータ５２で得られた
累積差分値から、各頂点座標の変化量を算出する演算処
理部、５３は演算処理部５２で得られた各頂点座標の変
化量と、そして、精度倍率設定部１２からの差分精度倍
率ｐに応じた差分精度値とを比較し、その累積差分値の
転送要否を判断する判定部である。

【００２４】５４はアキュムレータ５１に保持されてい
る各累積差分値のうち判定部５３により転送要と判断さ
れた累積差分値のみを出力するゲート、５５は判定部５
３からの転送要を示す出力を遅延させ、ゲート５４から
対応する累積差分値の出力が完了した後にリセット信号
を出力することにより、アキュムレータ５１内に保持さ
れている送信済みの累積差分値を初期化する遅延部
（Ｄ）である。

【００２５】図７（ａ）は、３次元動画３０を構成する
各フレーム（３次元静止画）３１−１〜３１−５を示
し、図７（ｂ）は、各フレーム３１−１〜３１−５内の
３次元物体の各頂点Ａ〜Ｃの座標値３２−１〜３２−５
を示している。なお、図７（ｂ）の座標値において、ｘ
_njはフレーム３１−ｊ内の３次元物体の頂点ｎのｘ座
標、ｙ_njは頂点ｎのｙ座標、ｚ_njは頂点ｎのｚ座標であ
る。

【００２６】また、図７（ｃ）は、サーバ１から送信さ
れた、基準フレームデータ４１−１及び差分フレームデ
ータ４１−２〜４１−５を示し、図７（ｄ）は、差分精
度変換部９内のゲート５４から出力された、基準フレー
ムデータ４２−１及び精度変換後の差分フレームデータ
４２−２〜４２−５を示している。

【００２７】最初のフレーム３１−１を送信するタイミ
ングでは、サーバ１から基準フレームデータ４１−１が
送出され、後述のように、このフレームデータ４１−１
がゲートウェイから基準フレームデータ４２−１として
そのまま出力される。このとき、基準フレームデータ４
１−１，４２−１には、フレーム３１−１内の３次元物
体の各頂点Ａ〜Ｃの座標値と共に、各頂点Ａ〜Ｃ間の接
続情報が搭載されているが、図７（ｃ）、図７（ｄ）で
は、接続情報を省略している。

【００２８】フレーム３１−２〜３１−５を送信する各
タイミングでは、サーバ１から差分フレームデータ４１
−２〜４１−５がそれぞれ送出される。このとき、差分
フレームデータ４１−２〜４１−５には、対応するフレ
ーム３１−２〜３１−５とその直前のフレームとの間に
おける各頂点座標の差分値が搭載される。

【００２９】フレーム３１−ｊ内の３次元物体の頂点ｎ
の座標が（ｘ_nj，ｙ_nj，ｚ_nj）で、その直前のフレーム
３１−ｉ（ｊ＝ｉ＋１）内の３次元物体の頂点ｎの座標
が（ｘ_ni，ｙ_ni，ｚ_ni）である場合、フレーム３１−ｊ
に対応する差分フレームデータ４１−ｊにおいて、頂点
ｎについての差分値は、次式のようになる。 ｄｘ_nj＝ｘ_nj−ｘ_ni ｄｙ_nj＝ｙ_nj−ｙ_ni ｄｚ_nj＝ｚ_nj−ｚ_ni ・・・（１）

【００３０】式（１）において、ｄｘ_nj，ｄｙ_nj，ｄｚ
_njは、それぞれｘ，ｙ，ｚ方向の差分値である。このよ
うな差分値を３次元物体の頂点毎に求めることにより、
これら差分値を搭載した差分フレームデータが生成され
る。

【００３１】なお、サーバ１は、基準フレームデータあ
るいは差分フレームデータをゲートウェイに向けて送信
する際に、各フレームデータの先頭に基準フレームであ
るか差分フレームであるかを識別するためのフラグを付
加する。また、各差分フレームデータには、そのフレー
ムの差分精度の値が情報として付加される。この情報の
初期値は１である。

【００３２】サーバ１から順次送信される基準フレーム
データ４１−１および差分フレームデータ４１−１〜４
１−５は、ネットワーク２内のゲートウェイ３，４のデ
ータ受信部８で受信され、差分精度変換部９の入力レジ
スタ５０に格納され保持される。

【００３３】判定部５３は、フレームデータに付加され
たフラグに基づいて、入力レジスタ５０に格納されたデ
ータが基準フレームデータ４１−１であると判定した場
合（図６ステップ１０１）、ゲート５４に対して転送要
を示す指示信号を出力する（ステップ１０２）。この指
示信号に応じてゲート５４が開くので、基準フレームデ
ータ４１−１がアキュムレータ５１を通ってゲート５４
からデータ送信部１０に出力され、基準フレームデータ
４２−１としてクライアント側に送出される。

【００３４】なお、入力レジスタ５０に格納されたデー
タが基準フレームデータ４１−１である場合、アキュム
レータ５１による加算は行われない。また、判定部５３
から出力された転送要を示す指示信号は遅延部５５を通
ってアキュムレータ５１に入力される。アキュムレータ
５１は、これをリセット信号として受け取り、自身が保
持している頂点ごとの累積差分値を全て０に初期化す
る。

【００３５】次に、アキュムレータ５１は、入力レジス
タ５０に格納されたデータが差分フレームデータである
場合（ステップ１０１）、自身が保持している累積差分
値と差分フレームデータ中の差分値とを３次元物体の対
応頂点毎に加算する（ステップ１０４）。

【００３６】例えば、フレーム３１−ｊに対応する差分
フレームデータ４１−ｊを受信したとき、頂点ｎの累積
差分値は、以下のようにして算出される。 Ｓｘ_nj＝ｄｘ_nj＋Ｓｘ_ni Ｓｙ_nj＝ｄｙ_nj＋Ｓｙ_ni Ｓｚ_nj＝ｄｚ_nj＋Ｓｚ_ni ・・・（２）

【００３７】式（２）において、Ｓｘ_nj，Ｓｙ_nj，Ｓｚ
_njは、加算の結果新たに得られたｘ，ｙ，ｚ方向の累積
差分値、Ｓｘ_nI，Ｓｙ_nI，Ｓｚ_nIは、アキュムレータ５
１が保持していたｘ，ｙ，ｚ方向の累積差分値である。
式（２）のような加算が３次元物体の各頂点毎に行われ
る。

【００３８】次に、演算部５２は、アキュムレータ５１
によって算出された新たな累積差分値に基づき、現時点
とその直前に累積差分値を送信した時点との間における
頂点ｎの移動量ｄ_njを次式のように算出する（ステップ
１０５）。 ｄ_nj＝（Ｓｘ_nj ² ＋Ｓｙ_nj ² ＋Ｓｚ_nj ² ）^1/2 ・・・（３） 式（３）のような頂点の移動量の算出が３次元物体の各
頂点毎に行われる。

【００３９】次に、判定部５３は、精度倍率設定部１２
から差分精度倍率ｐを受け取る。差分精度値は、差分フ
レームデータから生成される静止画の精度を示す値であ
り、差分精度倍率ｐは、この差分精度値の決定の基とな
る倍率である。判定部５３は、現在の差分精度値ｒｊに
対して、ｒｊ×ｐ、すなわち差分精度倍率ｐを乗算し
て、この結果を新しい差分精度値ｒｊ’とする。なお、
差分精度値ｒｊの初期値は１であるが、この初期値は、
差分フレームデータに付加された情報より取得する。

【００４０】次いで、判定部５３は、演算部５２によっ
て算出された頂点ｎの移動量ｄ_njと差分精度値ｒｊ’と
を比較して、頂点ｎの累積差分値の転送要否を判断する
（ステップ１０６）。

【００４１】そして、判定部５３は、ｄ_nj≧ｒｊ’、す
なわち頂点ｎの移動量ｄ_njが差分精度値ｒｊ’以上の場
合、直前に送信した頂点ｎの座標位置から頂点ｎが大き
く移動したと判断して、その頂点ｎの累積差分値が転送
要であることを示す指示信号をゲート５４に出力する
（ステップ１０７）。また、判定部５３は、ｄ_nj＜ｒ
ｊ’、すなわち頂点ｎの移動量ｄ_njが差分精度値ｒｊ’
より小さい場合、直前に送信した頂点ｎの座標位置から
頂点ｎがほとんど移動しておらず、その頂点ｎの累積差
分値が転送不要であると判断する。

【００４２】このようにして、各頂点ごとにその移動量
が算出されて差分精度値ｒｊ’と比較され、各頂点の転
送要否が判断される。そして、転送要の指示信号を受け
た頂点の累積差分値だけが、アキュムレータ５１からゲ
ート５４を介してデータ送信部１０に出力される。

【００４３】なお、転送不要と判断された頂点の累積差
分値は、そのままアキュムレータ５１に保持されるが、
転送要と判断された頂点の累積差分値は、その送信完了
後に初期化される（ステップ１０８）。本実施の形態で
は、判定部５３からの転送指示信号を遅延部５５で遅延
させてアキュムレータ５１に入力することにより、アキ
ュムレータ５１は、この信号をリセット信号として受け
取り、対応する頂点の累積差分値を０に初期化する。

【００４４】図７の例では、フレーム３１−１，３１−
２間で、３次元物体の頂点Ａ，Ｃが差分精度値ｒｊ’以
上に大きく移動し、頂点Ｂがほとんど移動していないの
で、上述のステップ１０６の判定により、頂点Ａ，Ｃの
累積差分値についてのみ転送要と判断され、頂点Ａ，Ｃ
の累積差分値を含む新たな差分フレームデータ４２−２
がクライアント側に送信される。

【００４５】これにより、サーバ１から送信された差分
フレームデータ４１−２と比較して、データ容量の少な
い差分フレームデータ４２−２が新たに生成されてゲー
トウェイ３，４から送信されるものとなる。また、頂点
Ｂについては、フレーム３１−４に至るまでほとんど移
動しないので、差分フレームデータ４１−２，４１−３
を受信した時点でその差分値が順次加算され、差分フレ
ームデータ４１−４を受信した時点で累積差分値が差分
フレームデータ４２−４として送信される。

【００４６】したがって、累積差分値の転送要否判断に
用いる差分精度倍率ｐの大きさを、ゲートウェイ３，４
以降のネットワーク負荷に応じて制御することにより、
差分フレームデータのデータ容量を増減できる。

【００４７】次に、差分精度倍率ｐを設定する精度倍率
設定部１２の動作について説明する。図８は精度倍率設
定部１２の構成を示すブロック図である。まず、テーブ
ル６０は、データ圧縮率と差分精度倍率と差分フレーム
データの精度変換に要した処理時間とを対応付けて記憶
する。

【００４８】圧縮率設定処理部６１は、以下の式に従っ
てデータ圧縮率の予想値γを算出し、これを精度倍率設
定処理部６２に渡す。 γ＝（Ｔｃ−Ｔｐ）／（Ｌ／ｅ） ・・・（４）

【００４９】式（４）において、ｅはネットワーク帯域
計測部１１が計測した出力側ネットワークの現在の帯域
幅［ｂｙｔｅ／ｓｅｃ］、Ｌはデータ受信部８で受信し
たフレームの受信フレームデータ長［ｂｙｔｅ］であ
る。Ｔｃは基準転送周期［ｓｅｃ］であり、各フレーム
はこの間隔でネットワークに転送される。

【００５０】Ｔｐはフレーム当たりの精度変換に要する
処理時間［ｓｅｃ］である。なお、現在処理中の差分フ
レームデータについての処理時間Ｔｐはまだ未定である
ため、圧縮率設定処理部６０は、直前のフレーム処理で
要した処理時間Ｔｐをテーブル６０から取得して、この
値を用いる。

【００５１】精度倍率設定処理部６２は、テーブル６０
に記述されたデータ圧縮率の項目の中で、圧縮率設定処
理部６１から受け取ったデータ圧縮率の予想値γに最も
近い値を選び、該当データ圧縮率に対応する差分精度倍
率ｐをテーブル６０から取得して、これを差分精度変換
部９に出力する。

【００５２】次に、圧縮率計測処理部６３は、差分精度
変換部９において行われた精度変換処理の結果縮小され
た差分フレームデータの長さと処理前の差分フレームデ
ータの長さとからデータ圧縮率の実績値を計算する。例
えば、精度変換後の差分フレームデータの長さがＷであ
れば、データ圧縮率の実績値は、Ｗ／Ｌである。そし
て、圧縮率計測処理部６３は、差分精度値の決定に用い
られた現在の差分精度倍率ｐに対応する、テーブル６０
中のデータ圧縮率の値を実績値に書き換える。

【００５３】一方、処理時間計測処理部６４は、差分精
度変換部９において実際に精度変換に要した処理時間を
計測する。そして、処理時間計測処理部６４は、差分精
度値の決定に用いられた現在の差分精度倍率ｐに対応す
る、テーブル６０中の処理時間の値を計測した値に書き
換える。

【００５４】精度倍率設定部１２は、以上のような処理
をデータ受信部８でフレームデータが受信される度に行
う。こうして、差分精度倍率ｐを決定することにより、
差分精度変換部９の動作を制御することができる。

【００５５】なお、テーブル６０の設定の仕方には２通
りの方法がある。１つは、所定の長さのフレームデータ
をサーバ１からネットワーク２に流して、ゲートウェイ
３，４における実際のデータ圧縮率と処理時間を計測し
て、この結果を基にテーブル６０の内容を予め設定する
方法であり、テーブル６０に設定した値を固定的に使用
する。もう１つは、本実施の形態で記載したように、差
分フレームデータの受信に応じて、圧縮率計測処理部６
３と処理時間計測処理部６４がテーブル６０中のデータ
圧縮率と処理時間を逐次更新する方法である。

【００５６】次に、式（４）の意味について説明する。
式（４）において、Ｌ／ｅは、受信した差分フレームデ
ータを精度変換することなく送信したときに要するであ
ろう予想転送周期を示す。したがって、基準転送周期Ｔ
ｃと予想転送周期Ｌ／ｅとの比からデータ圧縮率の予想
値γを計算すれば、予想転送周期Ｌ／ｅが基準転送周期
Ｔｃより長いとき（ここでは、処理時間Ｔｐを無視）、
データ圧縮率の予想値γが小さくなる。この場合、図８
のテーブル６０から分かるように、予想値γに対応する
差分精度倍率ｐが大きくなる。

【００５７】差分精度変換部９では、この差分精度倍率
ｐを基にした差分精度値ｒｊ’と頂点ｎの移動量ｄ_njと
を比較して、頂点ｎの累積差分値の転送要否を判断する
のであるから、差分精度倍率ｐが大きくなれば、その分
だけ差分精度値ｒｊ’が大きくなることにより、差分フ
レームデータの精度が荒くなる。

【００５８】以上の説明から分かるように、本実施の形
態によれば、ゲートウェイ３，４にネットワーク帯域計
測部１１、差分精度変換部９、及び精度倍率設定部１２
を設け、ネットワーク帯域計測部１１が出力側ネットワ
ークの帯域が低下したことを検出し、その結果フレーム
データの基準転送周期Ｔｃを守れなくなると予想される
場合に、ネットワークの帯域ｅに基づいて最適な差分精
度倍率ｐを求め、その値を用いて差分精度変換を行い、
フレームデータのサイズを減少させることにより、フレ
ームデータの転送周期を基準転送周期Ｔｃに準拠させて
転送するようにしたので、クライアントにおいて動画を
表示させる場合に、動画の表示が遅れることがない。

【００５９】また、このような差分フレームデータの精
度変換処理をネットワーク２内に設けられた各ゲートウ
ェイ３，４で行うようにしたので、ネットワーク２の各
方路の負荷に応じて個別に対応でき、各クライアント５
〜７に対して最適なサービスを提供できる。さらに、各
頂点について、各フレーム間の差分を累積しておき、転
送要の判断に応じてその累積差分値を送信するようにし
たので、各頂点ごとに、直前に送信した座標値から新た
な座標値までの正確な差分値を送信でき、クライアント
側で精度よく画像を再生できる。

【００６０】また、式（４）において、基準転送周期Ｔ
ｃから処理時間Ｔｐを引くことは、精度変換処理にかか
る処理時間Ｔｐを考慮して、基準転送周期Ｔｃを守るた
めに必要とされるデータ圧縮率を処理時間Ｔｐを相殺す
るように設定することを意味する。したがって、ゲート
ウェイ３，４のＣＰＵ速度が遅い場合においても、クラ
イアント５〜７において動画を表示させる場合に、動画
の表示が遅れることがない。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、請求項１又は７に記載
のように、３次元動画を、任意の時点における静止画の
全物体データからなる基準フレームデータと、２つの静
止画間の物体データの差分値からなる差分フレームデー
タとの組み合わせで記述して転送するようにし、中継局
において、出力側ネットワークの帯域を常時計測し、受
信した差分フレームデータの長さと計測したネットワー
ク帯域とから差分フレームデータの転送に要する予想転
送周期を求め、予想転送周期が所定の基準転送周期より
長いとき、差分フレームデータの精度を荒くして送るよ
うにしたので、ネットワークの負荷が変動した場合にお
いても、動画の表示が遅くなったり、途切れたりするこ
とがない。また、差分フレームデータの精度変換処理
は、中継局において、サーバ、クライアント及び他の中
継局の動作とは独立して行われるため、差分フレームデ
ータが中継局を複数個経由する場合でも、変換処理が正
しく行われる。

【００６２】また、請求項６に記載のように、精度変換
に要した処理時間を計測し、データ圧縮率の予想値を求
める際には、基準転送周期と予想転送周期との比から、
直前の精度変換に要した処理時間と予想転送周期との比
を引いた値をデータ圧縮率の予想値とすることにより、
中継局のＣＰＵ処理能力に応じて必要な差分精度値を決
めることができ、中継局の処理能力に依存せずに動画の
基準転送周期を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態となるネットワークシス
テムの構成を示すブロック図である。

【図２】 図１のゲートウェイの構成を示すブロック図
である。

【図３】 図１のクライアントの構成を示すブロック図
である。

【図４】 ３次元動画データの構造を示す図である。

【図５】 図２の差分精度変換部の構成を示すブロック
図である。

【図６】 差分精度変換部による精度変換処理を示すフ
ローチャート図である。

【図７】 精度変換された差分フレームデータの構造を
示す図である。

【図８】 精度倍率設定部１２の構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１…サーバ、２…ネットワーク、３、４…ゲートウェ
イ、５、６、７…クライアント、８…データ受信部、９
…差分精度変換部、１０…データ送信部、１１…ネット
ワーク帯域計測部、１２…精度倍率設定部、３０…３次
元動画、３１−１〜３１−５…３次元静止画（フレー
ム）、４１−１、４２−１…基準フレームデータ、４１
−２〜４１−５、４２−２〜４２−５…差分フレームデ
ータ、５０…入力レジスタ、５１…アキュムレータ、５
２…演算部、５３…判定部、５４…ゲート、５５…遅延
部、６０…テーブル、６１…圧縮率設定処理部、６２…
精度倍率設定処理部、６３…圧縮率計測処理部、６４…
処理時間計測処理部。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時系列的に並べられた複数の３次元静止
   画から構成される３次元動画を、任意の時点における静
   止画の全物体データからなる基準フレームデータと、２
   つの静止画間の物体データの差分値からなる差分フレー
   ムデータとの組み合わせで記述し、これら基準フレーム
   データと差分フレームデータとを３次元動画データとし
   てサーバからクライアントへネットワークを介して転送
   する動画転送方法であって、 前記ネットワークの途中に設けられた中継局において、
   出力側ネットワークの帯域を常時計測し、 受信した差分フレームデータの長さと計測したネットワ
   ーク帯域とから差分フレームデータの転送に要する予想
   転送周期を求め、 この予想転送周期が所定の基準転送周期より長いとき、
   差分フレームデータの精度を荒くしてクライアント側に
   転送するようにしたことを特徴とする動画転送方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の動画転送方法において、 前記基準転送周期と予想転送周期との比から求まるデー
   タ圧縮率の予想値に応じて、差分フレームから生成され
   る静止画の精度を示す差分精度値を決定し、 この差分精度値と差分フレームデータ中の差分値とを比
   較して、個々の差分値の転送要否を判断し、 転送要と判断した差分値だけを含む新たな差分フレーム
   データを生成することにより、前記差分フレームデータ
   の精度を荒くする精度変換を行うことを特徴とする動画
   転送方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の動画転送方法において、 転送不要と判断した差分値の累積を保持し、 新たに差分フレームデータを受信したとき、この差分フ
   レームデータ中の差分値を対応する累積差分値に加算
   し、 前記差分精度値との比較及び差分フレームデータの生成
   に加算後の累積差分値を用い、 保持中の累積差分値のうち、新たな差分フレームデータ
   として転送した累積差分値を初期化することを特徴とす
   る動画転送方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載の動画転送方法において、 前記中継局に、前記データ圧縮率と差分精度値を決定す
   るための差分精度倍率とを対応付けて格納するテーブル
   を用意し、 このテーブルにデータ圧縮率と差分精度倍率とを予め格
   納し、 データ圧縮率の予想値に対応する差分精度倍率をテーブ
   ルから取得して、この差分精度倍率に基づいて差分精度
   値を決定することを特徴とする動画転送方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の動画転送方法において、 前記精度変換後の差分フレームデータの長さと変換前の
   差分フレームデータの長さとからデータ圧縮率の実績値
   を算出し、 前記差分精度値の決定に用いた差分精度倍率に対応す
   る、前記テーブル中のデータ圧縮率の値を実績値に更新
   することを特徴とする動画転送方法。
6. 【請求項６】 請求項２記載の動画転送方法において、 前記精度変換に要した処理時間を計測し、 前記データ圧縮率の予想値を求める際には、前記基準転
   送周期と予想転送周期との比から、直前の精度変換に要
   した処理時間と予想転送周期との比を引いた値をデータ
   圧縮率の予想値とすることを特徴とする動画転送方法。
7. 【請求項７】 時系列的に並べられた複数の３次元静止
   画から構成される３次元動画を、任意の時点における静
   止画の全物体データからなる基準フレームデータと、２
   つの静止画間の物体データの差分値からなる差分フレー
   ムデータとの組み合わせで記述し、これら基準フレーム
   データと差分フレームデータとを３次元動画データとし
   てサーバからクライアントへ転送する通信ネットワーク
   システムにおいて、 サーバからクライアントへ至るネットワークの途中に中
   継局を設け、 この中継局は、出力側ネットワークの帯域を常時計測す
   るネットワーク帯域計測手段と、 受信した差分フレームデータの長さと計測したネットワ
   ーク帯域とから差分フレームデータの転送に要する予想
   転送周期を求め、この予想転送周期が所定の基準転送周
   期より大きいとき、差分フレームデータの精度を荒くし
   てクライアント側に転送する精度変換手段とを有するも
   のであることを特徴とする通信ネットワークシステム。