JP3421583B2 - データブロックの送信方法 - Google Patents
データブロックの送信方法Info
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- JP3421583B2 JP3421583B2 JP20035898A JP20035898A JP3421583B2 JP 3421583 B2 JP3421583 B2 JP 3421583B2 JP 20035898 A JP20035898 A JP 20035898A JP 20035898 A JP20035898 A JP 20035898A JP 3421583 B2 JP3421583 B2 JP 3421583B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
- H04L1/0056—Systems characterized by the type of code used
- H04L1/0057—Block codes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Error Detection And Correction (AREA)
- Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
- Communication Control (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、データを喪失しや
すいチャネルを介して、データを伝送する技術に関し、
特に、第１レベルのデータ喪失が発生した場合には、第
１の高次の伝送品質でもって伝送し、第２のデータ喪失
が発生する場合には、許容可能なレベルの劣化特性を有
する第２レベルの低次の伝送品質でもってデータを伝送
し、喪失したデータを再伝送することのない方法と装置
に関する。
すいチャネルを介して、データを伝送する技術に関し、
特に、第１レベルのデータ喪失が発生した場合には、第
１の高次の伝送品質でもって伝送し、第２のデータ喪失
が発生する場合には、許容可能なレベルの劣化特性を有
する第２レベルの低次の伝送品質でもってデータを伝送
し、喪失したデータを再伝送することのない方法と装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】デジタルデータの伝送は、長年来の重要
な技術である。従来デジタル的に伝送されるデータは、
ファイルとしてパッケージされる。ファイルを伝送する
ときに、データ喪失はしばしば重大な問題である。その
理由はファイル内に含まれるデータはファイルの情報
（これは再生することができる）のみならず、ファイル
の構造も規定している。これにより読み出し装置にファ
イルの開始点と終了点を通知しデータをファイルの一部
として見ている。さらにデジタルデータ伝送は、従来電
話線あるいは類似のデバイスによりあるいはクライアン
トに直接接続されたサーバにより、行われている。この
ような接続はデータ喪失に敏感であるが、しかしこのよ
うデータ喪失は通常あまり発生するものではない。
な技術である。従来デジタル的に伝送されるデータは、
ファイルとしてパッケージされる。ファイルを伝送する
ときに、データ喪失はしばしば重大な問題である。その
理由はファイル内に含まれるデータはファイルの情報
（これは再生することができる）のみならず、ファイル
の構造も規定している。これにより読み出し装置にファ
イルの開始点と終了点を通知しデータをファイルの一部
として見ている。さらにデジタルデータ伝送は、従来電
話線あるいは類似のデバイスによりあるいはクライアン
トに直接接続されたサーバにより、行われている。この
ような接続はデータ喪失に敏感であるが、しかしこのよ
うデータ喪失は通常あまり発生するものではない。
【０００３】従来のデジタルデータ伝送は、その完全な
データとその構造を有するファイルを伝送する必要があ
り、かつ、従来の伝送方法により発生するデータ喪失は
少ないために、一般的にデータ喪失に対し許容可能に設
計してはいない。通常データ伝送はデータ喪失を監視し
ており、喪失したデータは再伝送される。データ再伝送
する必要性からデータを伝送するに必要とされる時間が
増加し、このような必要とされる余分な時間は一般的に
はあまり大きいものではないが、エラーなくデータを伝
送する必要があるためにこのような余分な時間が必要と
される。
データとその構造を有するファイルを伝送する必要があ
り、かつ、従来の伝送方法により発生するデータ喪失は
少ないために、一般的にデータ喪失に対し許容可能に設
計してはいない。通常データ伝送はデータ喪失を監視し
ており、喪失したデータは再伝送される。データ再伝送
する必要性からデータを伝送するに必要とされる時間が
増加し、このような必要とされる余分な時間は一般的に
はあまり大きいものではないが、エラーなくデータを伝
送する必要があるためにこのような余分な時間が必要と
される。
【０００４】近年、データ伝送はサーバとクライアント
の間の専用接続を有さずに、ネットワークを介して行わ
れており、そしてこのようなネットワークの主なもの
は、インターネットである。データは、インターネット
を介して、ルーティングにより伝送されるが、このルー
ティングはあるパケットと次のパケットとは伝送ルート
が異なるものである。その結果データが失われる可能性
が大幅に増加する。さらにまたインターネットを介して
伝送されたデータの大部分は、グラフと音声から構成さ
れている。このようなものの伝送は、データ喪失に対し
てはかなり許容度があるが遅延に関してはあまり許容度
がない。
の間の専用接続を有さずに、ネットワークを介して行わ
れており、そしてこのようなネットワークの主なもの
は、インターネットである。データは、インターネット
を介して、ルーティングにより伝送されるが、このルー
ティングはあるパケットと次のパケットとは伝送ルート
が異なるものである。その結果データが失われる可能性
が大幅に増加する。さらにまたインターネットを介して
伝送されたデータの大部分は、グラフと音声から構成さ
れている。このようなものの伝送は、データ喪失に対し
てはかなり許容度があるが遅延に関してはあまり許容度
がない。
【０００５】多くのインターネットのユーザは、画像の
表示が速くなるためであれば、ある程度画質を犠牲にす
ることはかまわないと考えている。さらにまた重要なこ
とはリアルタイムの音声通信は、インターネットのアプ
リケーションにおいてますます重要性を増してきてい
る。データ喪失がリアルタイムの音声通信の間に発生す
るとこれらのデータ喪失に起因する品質の劣化は気づか
ない程度のものであるが、エラーなしにデータを再生す
るために失われたパケットを再伝送する際の時間のロス
は会話を中断させることになる。かくしてこのような環
境下においてはデータ喪失のない伝送が理想的で好まし
い。しかしパケットが失われるような現実世界の伝送に
おいては、データの不完全な伝送（画質劣化）は、失わ
れたパケットを再伝送することにより発生する時間遅延
よりもはるかに好ましいものである。
表示が速くなるためであれば、ある程度画質を犠牲にす
ることはかまわないと考えている。さらにまた重要なこ
とはリアルタイムの音声通信は、インターネットのアプ
リケーションにおいてますます重要性を増してきてい
る。データ喪失がリアルタイムの音声通信の間に発生す
るとこれらのデータ喪失に起因する品質の劣化は気づか
ない程度のものであるが、エラーなしにデータを再生す
るために失われたパケットを再伝送する際の時間のロス
は会話を中断させることになる。かくしてこのような環
境下においてはデータ喪失のない伝送が理想的で好まし
い。しかしパケットが失われるような現実世界の伝送に
おいては、データの不完全な伝送（画質劣化）は、失わ
れたパケットを再伝送することにより発生する時間遅延
よりもはるかに好ましいものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的はデジタルパケットの手段によりデータを伝送する
際、ある少数のパケットが喪失しても、データは低品質
ではあるがデータの再生が可能であり、それよりも少な
い数のパケットの喪失であればよりきめ細かな再生が達
成できる方法と装置を提供することでる。
目的はデジタルパケットの手段によりデータを伝送する
際、ある少数のパケットが喪失しても、データは低品質
ではあるがデータの再生が可能であり、それよりも少な
い数のパケットの喪失であればよりきめ細かな再生が達
成できる方法と装置を提供することでる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、データを伝送
するためにリードソロモン符号を用いているが、他の符
号方式も適宜採用できる。データの各ブロックは２個以
上の部分に分割される。一例として２個の部分に分割さ
れた場合には、一方の部分はリードソロモンコードワー
ドで表示され、データの喪失の場合でもベーシックな粗
大データを伝送できるように規定し、一方他方の部分
は、このコードワードに付属する付属データバイトで表
示され、データの喪失が発生しない場合には、微細な詳
細部分が追加的に伝送できるように規定してる。各コー
ドワードが長さｎで、ディメンジョンｋで、距離がｄ＝
ｎ−ｋ＋１の場合には、この符号は、ｄ−１のデータ損
失のいかなるパターンでも誤り訂正できる。
するためにリードソロモン符号を用いているが、他の符
号方式も適宜採用できる。データの各ブロックは２個以
上の部分に分割される。一例として２個の部分に分割さ
れた場合には、一方の部分はリードソロモンコードワー
ドで表示され、データの喪失の場合でもベーシックな粗
大データを伝送できるように規定し、一方他方の部分
は、このコードワードに付属する付属データバイトで表
示され、データの喪失が発生しない場合には、微細な詳
細部分が追加的に伝送できるように規定してる。各コー
ドワードが長さｎで、ディメンジョンｋで、距離がｄ＝
ｎ−ｋ＋１の場合には、この符号は、ｄ−１のデータ損
失のいかなるパターンでも誤り訂正できる。
【０００８】伝送されるべきデータの各ブロックは、ｎ
個のパケットに分割される。ここで、ｎはコードワード
の長さである。各パケットはｉバイトを含み、ここでｉ
はデータブロックの粗大情報を伝送するのに用いられる
コードワードの数である。各パケットは、さらにｋバイ
トを有し、ここでｋはデータブロックを完全に記述する
のに必要な追加的な微細バイトの数である。
個のパケットに分割される。ここで、ｎはコードワード
の長さである。各パケットはｉバイトを含み、ここでｉ
はデータブロックの粗大情報を伝送するのに用いられる
コードワードの数である。各パケットは、さらにｋバイ
トを有し、ここでｋはデータブロックを完全に記述する
のに必要な追加的な微細バイトの数である。
【０００９】本発明の他の側面においては、送信される
べきデータブロックを表すコードワードの組が、複数の
チャネルを介して放送される。各チャネルは異なるデー
タ喪失確率を有する。かくして、様々な数のパケット
が、様々なチャネルを伝搬することにより、受信側（レ
シーバ）に完全に到達することになる。データブロック
の粗大バージョンあるいは微細バージョンは、各レシー
バで全てのパケットが、安全に到達したか否かによって
レシーバで復号化される。少なくともデータブロックの
粗大バージョンは、少なくともｄ個のパケットが安全に
到着する限り、復号化することができる。本発明の他の
側面によれば、すべてではないが、ｄ個以上のパケット
が安全に到達する場合には、様々な微細レベルを有する
データブロックを復号化することができる。複数のレベ
ルのベーシックデータは、様々なデータ喪失レベルに対
し修正するよう指定された符号を用いて伝送される。
べきデータブロックを表すコードワードの組が、複数の
チャネルを介して放送される。各チャネルは異なるデー
タ喪失確率を有する。かくして、様々な数のパケット
が、様々なチャネルを伝搬することにより、受信側（レ
シーバ）に完全に到達することになる。データブロック
の粗大バージョンあるいは微細バージョンは、各レシー
バで全てのパケットが、安全に到達したか否かによって
レシーバで復号化される。少なくともデータブロックの
粗大バージョンは、少なくともｄ個のパケットが安全に
到着する限り、復号化することができる。本発明の他の
側面によれば、すべてではないが、ｄ個以上のパケット
が安全に到達する場合には、様々な微細レベルを有する
データブロックを復号化することができる。複数のレベ
ルのベーシックデータは、様々なデータ喪失レベルに対
し修正するよう指定された符号を用いて伝送される。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明を用いたＮ−チャ
ネル放送ネットワーク１００を示す。このＮ−チャネル
放送ネットワーク１００は、送信用サーバ１０２と複数
のクライアントレシーバ１０４Ａ−Ｎを有する。１個の
送信用サーバ１０２と複数のクライアントレシーバ１０
４Ａ−Ｎが例として示されているが、いかなる数のサー
バとクライアントもＮ−チャネル放送ネットワーク１０
０に用いることができる。送信用サーバ１０２は、クラ
イアントレシーバ１０４Ａ−Ｎとデータ喪失性チャネル
１０５を介して通信する。このデータ喪失性チャネル１
０５は、複数のデータ喪失性チャネル１０６Ａ−Ｎから
構成されている。各データ喪失性チャネル１０６Ａ−Ｎ
は、２本のデータ喪失性チャネルである「良質な」チャ
ネルＧ（例えばデータ喪失性チャネル１０６Ａ−Ｇ）
と、「粗悪な」チャネルＢ（例データ喪失性チャネル１
０６Ａ−Ｂ）の組み合わせで示されている。データ喪失
性チャネル１０６Ａ−Ｇのような「良質な」チャネル
は、データをそのクライアントレシーバに無傷で送信
し、一方データ喪失性チャネル１０６Ａ−Ｂのような
「粗悪な」チャネルはデータの一部を喪失し（パケット
を喪失したときは常に空のパケットすなわち喪失パケッ
トを戻し）ながら送信する。本発明では、２本のチャネ
ル（一方のチャネルはデータ喪失性ではなく、他方のチ
ャネルはあるレベルのデータ喪失性である）を仮定して
いるが、両方のチャネルは、あるレベルのデータ喪失性
を有それらのデータ喪失確率０、ｋ1、ｋ2、・・・ｋn
で与えられ、その結果、データ喪失確率が高くなると、
追加のレベルを付加することにより冗長性が増しパケッ
トが長くなるという代償を払う。ここに示された実施例
は、必要数のビットとリードソロモン符号以外の他の符
号を用いて、粗大データと微細データの所望のレベルを
解決するのに必要な技術思想を与えるものである。
ネル放送ネットワーク１００を示す。このＮ−チャネル
放送ネットワーク１００は、送信用サーバ１０２と複数
のクライアントレシーバ１０４Ａ−Ｎを有する。１個の
送信用サーバ１０２と複数のクライアントレシーバ１０
４Ａ−Ｎが例として示されているが、いかなる数のサー
バとクライアントもＮ−チャネル放送ネットワーク１０
０に用いることができる。送信用サーバ１０２は、クラ
イアントレシーバ１０４Ａ−Ｎとデータ喪失性チャネル
１０５を介して通信する。このデータ喪失性チャネル１
０５は、複数のデータ喪失性チャネル１０６Ａ−Ｎから
構成されている。各データ喪失性チャネル１０６Ａ−Ｎ
は、２本のデータ喪失性チャネルである「良質な」チャ
ネルＧ（例えばデータ喪失性チャネル１０６Ａ−Ｇ）
と、「粗悪な」チャネルＢ（例データ喪失性チャネル１
０６Ａ−Ｂ）の組み合わせで示されている。データ喪失
性チャネル１０６Ａ−Ｇのような「良質な」チャネル
は、データをそのクライアントレシーバに無傷で送信
し、一方データ喪失性チャネル１０６Ａ−Ｂのような
「粗悪な」チャネルはデータの一部を喪失し（パケット
を喪失したときは常に空のパケットすなわち喪失パケッ
トを戻し）ながら送信する。本発明では、２本のチャネ
ル（一方のチャネルはデータ喪失性ではなく、他方のチ
ャネルはあるレベルのデータ喪失性である）を仮定して
いるが、両方のチャネルは、あるレベルのデータ喪失性
を有それらのデータ喪失確率０、ｋ1、ｋ2、・・・ｋn
で与えられ、その結果、データ喪失確率が高くなると、
追加のレベルを付加することにより冗長性が増しパケッ
トが長くなるという代償を払う。ここに示された実施例
は、必要数のビットとリードソロモン符号以外の他の符
号を用いて、粗大データと微細データの所望のレベルを
解決するのに必要な技術思想を与えるものである。
【００１１】この実施例においては、データ喪失性チャ
ネル１０６Ａ−Ｎは、インターネット１０８を通過す
る。データ喪失性チャネル１０６Ａ−Ｎは、送信用サー
バ１０２からインターネット１０８への共有トランク
（図示せず）を適宜共有するが、インターネット１０８
とさまざまなクライアントレシーバ１０４Ａ−Ｎの接続
に際しては、それぞれデータ喪失性チャネル１０６Ａ−
Ｎに分けられる。各データ喪失性チャネル１０６Ａ−Ｎ
は、あるデータ喪失確率で、データの完全な伝送ができ
なくなるような故障が発生する。
ネル１０６Ａ−Ｎは、インターネット１０８を通過す
る。データ喪失性チャネル１０６Ａ−Ｎは、送信用サー
バ１０２からインターネット１０８への共有トランク
（図示せず）を適宜共有するが、インターネット１０８
とさまざまなクライアントレシーバ１０４Ａ−Ｎの接続
に際しては、それぞれデータ喪失性チャネル１０６Ａ−
Ｎに分けられる。各データ喪失性チャネル１０６Ａ−Ｎ
は、あるデータ喪失確率で、データの完全な伝送ができ
なくなるような故障が発生する。
【００１２】かくして、データ喪失性チャネル１０６Ａ
−Ｎを通過すると、データの一部が失われるが、そのデ
ータ喪失量はデータ喪失確率に依存する。この実施例に
おいては、送信用サーバ１０２はエンコーダ（符号化
器）を有し、クライアントレシーバ１０４Ａ−Ｃは、デ
コーダ（復号化器）１０５Ａ−Ｎを有する。しかし、送
信用サーバ１０２はＰＣのようなコンピュータあるいは
他の種類のコンピュータプロセッサでもよい。そして、
クライアントレシーバ１０４Ａ−Ｃもまた、適宜ＰＣあ
るいは他のコンピュータで送信用サーバ１０２内で符号
化がそしてクライアントレシーバ１０４Ａ−Ｃ内で復号
化がソフトウエアにより実行され、これらのコンピュー
タにはハードウエアで実行される別個のエンコーダおよ
びデコーダを有してはいない。
−Ｎを通過すると、データの一部が失われるが、そのデ
ータ喪失量はデータ喪失確率に依存する。この実施例に
おいては、送信用サーバ１０２はエンコーダ（符号化
器）を有し、クライアントレシーバ１０４Ａ−Ｃは、デ
コーダ（復号化器）１０５Ａ−Ｎを有する。しかし、送
信用サーバ１０２はＰＣのようなコンピュータあるいは
他の種類のコンピュータプロセッサでもよい。そして、
クライアントレシーバ１０４Ａ−Ｃもまた、適宜ＰＣあ
るいは他のコンピュータで送信用サーバ１０２内で符号
化がそしてクライアントレシーバ１０４Ａ−Ｃ内で復号
化がソフトウエアにより実行され、これらのコンピュー
タにはハードウエアで実行される別個のエンコーダおよ
びデコーダを有してはいない。
【００１３】図２Ａは、本発明により符号化され組織化
されたデータブロック２００を表す。このデータブロッ
ク２００は、データ圧縮された後の画像を表し、２００
ｋｂｉｔである。このデータブロック２００は、図１の
送信用サーバ１０２内にハードドライブ１１０のデータ
ファイルとしてあるいは他の適宜のメモリ１１１あるい
は他の記憶媒体に適宜記憶される。Ｎ−チャネル放送ネ
ットワーク１００により伝送するために、このデータブ
ロック２００は、解析され、１２５ｋｂｉｔの粗大セグ
メントデータ２０２と７５ｋｂｉｔの微細セグメントデ
ータ２０４ に分離される。
されたデータブロック２００を表す。このデータブロッ
ク２００は、データ圧縮された後の画像を表し、２００
ｋｂｉｔである。このデータブロック２００は、図１の
送信用サーバ１０２内にハードドライブ１１０のデータ
ファイルとしてあるいは他の適宜のメモリ１１１あるい
は他の記憶媒体に適宜記憶される。Ｎ−チャネル放送ネ
ットワーク１００により伝送するために、このデータブ
ロック２００は、解析され、１２５ｋｂｉｔの粗大セグ
メントデータ２０２と７５ｋｂｉｔの微細セグメントデ
ータ２０４ に分離される。
【００１４】図２Ｂは、本発明により画像を伝送するた
めにデータアレイに符号化され組織化されたデータブロ
ック２００の詳細を示す図である。粗大セグメントデー
タ２０２は、リードソロモン符号化を用いて符号化され
る。粗大セグメントデータ２０２の１２５ｋｂｉｔは、
パラメータｎ＝２５５、ｋ＝１２８、ｄ＝ｎ−ｋ＋１＝
１２８のパラメータを有するコードワードに、フィール
ドＧＦ（２8）により、符号化される。ここでｎはコー
ドワードのコードワード長、ｋは符号のディメンジョ
ン、ｄは距離を表す。この符号は、ｄ−１、すなわち１
２７のいかなるパターンのデータ喪失も誤り訂正でき
る。冗長性データに占有されるバンド幅と所望のデータ
喪失許容度との間の必要なトレードオフを達成するため
に別のパラメータも選択してもよい。
めにデータアレイに符号化され組織化されたデータブロ
ック２００の詳細を示す図である。粗大セグメントデー
タ２０２は、リードソロモン符号化を用いて符号化され
る。粗大セグメントデータ２０２の１２５ｋｂｉｔは、
パラメータｎ＝２５５、ｋ＝１２８、ｄ＝ｎ−ｋ＋１＝
１２８のパラメータを有するコードワードに、フィール
ドＧＦ（２8）により、符号化される。ここでｎはコー
ドワードのコードワード長、ｋは符号のディメンジョ
ン、ｄは距離を表す。この符号は、ｄ−１、すなわち１
２７のいかなるパターンのデータ喪失も誤り訂正でき
る。冗長性データに占有されるバンド幅と所望のデータ
喪失許容度との間の必要なトレードオフを達成するため
に別のパラメータも選択してもよい。
【００１５】この実施例においては、１２３個のコード
ワードが粗大セグメントデータ２０２のデータを送信す
るのに必要である。かくして粗大セグメントデータ２０
２は２５５個のパケットに符号化される。各パケット
（１≦ｉ≦２５５）は、１２３バイトを含み、これらは
粗大セグメントデータ２０２の粗大情報を含む１２３個
のコードワードのおのおののｉ番目の成分を表してい
る。粗大セグメントデータ２０２と組み合わされて、画
像データブロック２００の全体を再生できるようにする
ためには、微細セグメント２０４は、おのおのが、３７
バイトからなる２５５個のセグメントに組織化される。
微細セグメントデータ２０４の各３７バイトは、粗大セ
グメントデータ２０２の１２３バイトに追加される。こ
のようにして、画像はデータブロック２００に符号化さ
れる。そして各データブロックは、送信される前に、お
のおのが１６０バイトからなる２５５個のパケットから
構成される。粗大データと微細データとが付属されて、
データブロック即ちパケットに構成することが現在では
好ましいが、将来は各ブロックが必ずしも、粗大データ
あるいは微細データのいずれかを必要としなくてもよい
であろう。
ワードが粗大セグメントデータ２０２のデータを送信す
るのに必要である。かくして粗大セグメントデータ２０
２は２５５個のパケットに符号化される。各パケット
（１≦ｉ≦２５５）は、１２３バイトを含み、これらは
粗大セグメントデータ２０２の粗大情報を含む１２３個
のコードワードのおのおののｉ番目の成分を表してい
る。粗大セグメントデータ２０２と組み合わされて、画
像データブロック２００の全体を再生できるようにする
ためには、微細セグメント２０４は、おのおのが、３７
バイトからなる２５５個のセグメントに組織化される。
微細セグメントデータ２０４の各３７バイトは、粗大セ
グメントデータ２０２の１２３バイトに追加される。こ
のようにして、画像はデータブロック２００に符号化さ
れる。そして各データブロックは、送信される前に、お
のおのが１６０バイトからなる２５５個のパケットから
構成される。粗大データと微細データとが付属されて、
データブロック即ちパケットに構成することが現在では
好ましいが、将来は各ブロックが必ずしも、粗大データ
あるいは微細データのいずれかを必要としなくてもよい
であろう。
【００１６】データブロック２００は、図１に示された
データ喪失性チャネル１０６Ａ−Ｎのいずれかを介して
適宜伝送される。パケットが失われていない場合には画
像の全体を再生することができる。パケットが、送信中
に失われた場合には粗大セグメントデータ２０２のリー
ドソロモン符号化（冗長性）により、粗大セグメントデ
ータ２０２が再生される。送信されたブロック２００の
サイズは、１６０×２５５×８、すなわち、３２６．４
ｋｂｉｔである。このサイズは、３２６．４ｋｂｉｔの
６３％にあたる、データブロック２００ｋｂｉｔの、横
軸の画像サイズの増加を表すが、リードソロモン符号化
を用いてデータブロック全体を符号化するのに必要とさ
れるスペースが大幅に削減されていることを表してい
る。
データ喪失性チャネル１０６Ａ−Ｎのいずれかを介して
適宜伝送される。パケットが失われていない場合には画
像の全体を再生することができる。パケットが、送信中
に失われた場合には粗大セグメントデータ２０２のリー
ドソロモン符号化（冗長性）により、粗大セグメントデ
ータ２０２が再生される。送信されたブロック２００の
サイズは、１６０×２５５×８、すなわち、３２６．４
ｋｂｉｔである。このサイズは、３２６．４ｋｂｉｔの
６３％にあたる、データブロック２００ｋｂｉｔの、横
軸の画像サイズの増加を表すが、リードソロモン符号化
を用いてデータブロック全体を符号化するのに必要とさ
れるスペースが大幅に削減されていることを表してい
る。
【００１７】大きな数のパケットにおいては、問題はデ
ータ喪失性の放送チャネルの容量の決定の問題と等価で
ある。本発明による符号化方法と装置を用いて、チャネ
ルの容量をどのような点を達成することもできることが
明らかである。
ータ喪失性の放送チャネルの容量の決定の問題と等価で
ある。本発明による符号化方法と装置を用いて、チャネ
ルの容量をどのような点を達成することもできることが
明らかである。
【００１８】図３は、本発明により動作する、データを
準備しデータ送信装置３００を示し、これは図１の送信
用サーバ１０２内に含まれるものである。このデータ送
信装置３００は、データが入力されるセグメンテータ３
０２と、エンコーダ３０４と、パケタイザ３０６と、送
信器３０８とを有する。このデータ送信装置３００は、
送信用サーバ１０２内のデータ記憶装置からデータを受
領し、送信用サーバ１０２からのコマンドに応じてデー
タを用意し、データを送信する。このデータ送信装置３
００が、送信用にデータブロックを受領すると、セグメ
ンテータ３０２はまずこのデータブロックを解析し、こ
のブロックを粗大セグメントと微細セグメントに分け
る。このようなセグメント化の詳細は例えば、S. G. Ma
llst著の“Multifrequency Channel Decompositions of
Images and Wavelet Models”１９９８と、P. J. Burt
とE. H. Adelson著の“Laplacian Pyranid as a Compac
t Image Code”１９８３を参照のこと。その後、この粗
大セグメントと微細セグメントはエンコーダ３０４に与
えられ、このエンコーダ３０４が粗大セグメントをリー
ドソロモン符号に符号化する。パケタイザ３０６は粗大
セグメントと微細セグメントを図２で説明したように一
連のパケットに並べる。最後に送信器３０８が選択され
たプロトコルに従ってこのパケットを送信する。
準備しデータ送信装置３００を示し、これは図１の送信
用サーバ１０２内に含まれるものである。このデータ送
信装置３００は、データが入力されるセグメンテータ３
０２と、エンコーダ３０４と、パケタイザ３０６と、送
信器３０８とを有する。このデータ送信装置３００は、
送信用サーバ１０２内のデータ記憶装置からデータを受
領し、送信用サーバ１０２からのコマンドに応じてデー
タを用意し、データを送信する。このデータ送信装置３
００が、送信用にデータブロックを受領すると、セグメ
ンテータ３０２はまずこのデータブロックを解析し、こ
のブロックを粗大セグメントと微細セグメントに分け
る。このようなセグメント化の詳細は例えば、S. G. Ma
llst著の“Multifrequency Channel Decompositions of
Images and Wavelet Models”１９９８と、P. J. Burt
とE. H. Adelson著の“Laplacian Pyranid as a Compac
t Image Code”１９８３を参照のこと。その後、この粗
大セグメントと微細セグメントはエンコーダ３０４に与
えられ、このエンコーダ３０４が粗大セグメントをリー
ドソロモン符号に符号化する。パケタイザ３０６は粗大
セグメントと微細セグメントを図２で説明したように一
連のパケットに並べる。最後に送信器３０８が選択され
たプロトコルに従ってこのパケットを送信する。
【００１９】図４は、データを受領し解析する装置４０
０を表し、これは、図１のデータ喪失性チャネル１０６
Ａの一部として採用されている。このデータ受領解析装
置４００は、データ入力４０１でデータを受領し、この
データを解析するデータ解析器４０２と、リードソロモ
ンデコーダ４０４と、粗大セグメントデコーダ４０６
と、微細セグメントデコーダ４０８とを有する。データ
受領解析装置４００が、データ入力４０１でデータブロ
ックを受領すると、データ解析器４０２はこのデータブ
ロックがデータ喪失ブロックを含んでいるか否かを検査
する。このデータブロックが、データ喪失ブロックを含
んでいない場合には、データブロックは完全に再生され
る。その後、リードソロモンデコーダ４０４は粗大デー
タセグメントを構成するデータを復号化する。この符号
化方法は公知でその詳細は、例えばRichard. E. Blahut
著の“Theory and Practice of Error Control Codes”
１９８３を参照のこと。リードソロモンデコーダ４０４
は、この復号化されたデータを粗大セクメントデコーダ
４０６に送り、そこで、粗大データブロックが再生され
る。次に、微細データセグメントからのデータが微細セ
グメントデコーダ４０８に送られて、そこで受領したデ
ータから微細データセグメントを再生し、それを粗大デ
ータセグメントに付属させる。そしてこの微細データを
含む完全な詳細が、その後、ユーザに与えられる。
０を表し、これは、図１のデータ喪失性チャネル１０６
Ａの一部として採用されている。このデータ受領解析装
置４００は、データ入力４０１でデータを受領し、この
データを解析するデータ解析器４０２と、リードソロモ
ンデコーダ４０４と、粗大セグメントデコーダ４０６
と、微細セグメントデコーダ４０８とを有する。データ
受領解析装置４００が、データ入力４０１でデータブロ
ックを受領すると、データ解析器４０２はこのデータブ
ロックがデータ喪失ブロックを含んでいるか否かを検査
する。このデータブロックが、データ喪失ブロックを含
んでいない場合には、データブロックは完全に再生され
る。その後、リードソロモンデコーダ４０４は粗大デー
タセグメントを構成するデータを復号化する。この符号
化方法は公知でその詳細は、例えばRichard. E. Blahut
著の“Theory and Practice of Error Control Codes”
１９８３を参照のこと。リードソロモンデコーダ４０４
は、この復号化されたデータを粗大セクメントデコーダ
４０６に送り、そこで、粗大データブロックが再生され
る。次に、微細データセグメントからのデータが微細セ
グメントデコーダ４０８に送られて、そこで受領したデ
ータから微細データセグメントを再生し、それを粗大デ
ータセグメントに付属させる。そしてこの微細データを
含む完全な詳細が、その後、ユーザに与えられる。
【００２０】データ解析器４０２が、受信データがデー
タ喪失データを含むと認識した場合には、同様な操作が
行われるが、ただし、粗大セクメントデコーダ４０６
は、微細セグメントデータを復号化することはない。リ
ードソロモンデコーダ４０４は、粗大セグメントデータ
のみを復号化し、それを粗大セクメントデコーダ４０６
に送り、そこでこの粗大セグメントデータが準備され、
そしてこの粗大出力がユーザに与えられる。
タ喪失データを含むと認識した場合には、同様な操作が
行われるが、ただし、粗大セクメントデコーダ４０６
は、微細セグメントデータを復号化することはない。リ
ードソロモンデコーダ４０４は、粗大セグメントデータ
のみを復号化し、それを粗大セクメントデコーダ４０６
に送り、そこでこの粗大セグメントデータが準備され、
そしてこの粗大出力がユーザに与えられる。
【００２１】図５Ａは、本発明の方法により、データブ
ロックを符号化し送信する方法５００を表す。ステップ
５０２において送信すべきデータブロックが解析され
る。ステップ５０４において、データブロックが粗大セ
グメントと微細セグメントに分割される。ステップ５０
６において粗大セグメントがリードソロモンコードワー
ドに符号化される。ステップ５０８において、粗大セグ
メントのコードワードと微細セグメントのデータがパケ
ットに入れられる。このパケットの数は、使用されたコ
ードワードの長さであり、各パケットは各コードワード
からの対応するバイトと微細セグメントからのデータの
一部とを含み、微細セグメントからのデータはパケット
全体に等しく分割される。ステップ５１０においては、
パケットが、所望のチャネル例えばデータ喪失性放送チ
ャネルを介して送信される。
ロックを符号化し送信する方法５００を表す。ステップ
５０２において送信すべきデータブロックが解析され
る。ステップ５０４において、データブロックが粗大セ
グメントと微細セグメントに分割される。ステップ５０
６において粗大セグメントがリードソロモンコードワー
ドに符号化される。ステップ５０８において、粗大セグ
メントのコードワードと微細セグメントのデータがパケ
ットに入れられる。このパケットの数は、使用されたコ
ードワードの長さであり、各パケットは各コードワード
からの対応するバイトと微細セグメントからのデータの
一部とを含み、微細セグメントからのデータはパケット
全体に等しく分割される。ステップ５１０においては、
パケットが、所望のチャネル例えばデータ喪失性放送チ
ャネルを介して送信される。
【００２２】図５Ｂにおいては、ステップ５１２でパケ
ットを受信器が受信する。ステップ５１４において、こ
のデータパケットが解析されデータ喪失パケットが存在
するか否かが決定される。ステップ５１６においては、
粗大セグメントを表すリードソロモン符号が復号化され
る。ステップ５１８において、受信データブロック内で
データ喪失状態が検出されたか否かに応じて分岐が行わ
れる。データ喪失状態がデータブロック中に検出されな
い場合には、制御はステップ５２０に進み、微細データ
セグメントが再生され粗大データセグメントに付属され
る。データ喪失状態が検出された場合には、制御はステ
ップ５２２に進み、粗大データセグメントが再生され使
用される。
ットを受信器が受信する。ステップ５１４において、こ
のデータパケットが解析されデータ喪失パケットが存在
するか否かが決定される。ステップ５１６においては、
粗大セグメントを表すリードソロモン符号が復号化され
る。ステップ５１８において、受信データブロック内で
データ喪失状態が検出されたか否かに応じて分岐が行わ
れる。データ喪失状態がデータブロック中に検出されな
い場合には、制御はステップ５２０に進み、微細データ
セグメントが再生され粗大データセグメントに付属され
る。データ喪失状態が検出された場合には、制御はステ
ップ５２２に進み、粗大データセグメントが再生され使
用される。
【００２３】本発明の変形例としては、ハードウエアと
ソフトウエアの様々な組み合わせにより、本発明を実行
できる。例えば、適宜にプログラムされた汎用コンピュ
ータ（ＰＣ、ワークコンピュータ、あるいは、ミニコン
ピュータ、メインフレーム）を含む、これらのハードウ
エアは、有線または無線のデータ喪失性ネットワーク
（例：インターネット）で、モデムを用いて、電話線等
に接続できる。上記した以外の数のビットおよび、バイ
トを用いて、アプリケーションに応じて、最適に構成す
ることができる。さらにまた、上記した以外の複数のレ
ベルおよび異なるコードを適宜用いることもできる。
ソフトウエアの様々な組み合わせにより、本発明を実行
できる。例えば、適宜にプログラムされた汎用コンピュ
ータ（ＰＣ、ワークコンピュータ、あるいは、ミニコン
ピュータ、メインフレーム）を含む、これらのハードウ
エアは、有線または無線のデータ喪失性ネットワーク
（例：インターネット）で、モデムを用いて、電話線等
に接続できる。上記した以外の数のビットおよび、バイ
トを用いて、アプリケーションに応じて、最適に構成す
ることができる。さらにまた、上記した以外の複数のレ
ベルおよび異なるコードを適宜用いることもできる。
【図１】本発明による符号化技術と復号化技術を用いた
ｎチャネルの放送ネットワークをモデル化したブロック
図。
ｎチャネルの放送ネットワークをモデル化したブロック
図。
【図２】Ａ 本発明により符号化されたデータブロック
を表す図。 Ｂ 本発明により符号化されパケット化されたデータブ
ロックを表す図。
を表す図。 Ｂ 本発明により符号化されパケット化されたデータブ
ロックを表す図。
【図３】本発明によるデータ符号化伝送システムを表す
図。
図。
【図４】本発明によるデータ受信復号化システムを表す
図。
図。
【図５】Ａ 本発明によるデータを符号化し送信する方
法を表すフローチャト図。 Ｂ データを受信し復号化する方法を表すフローチャト
図。
法を表すフローチャト図。 Ｂ データを受信し復号化する方法を表すフローチャト
図。
１００ Ｎ−チャネル放送ネットワーク
１０２ 送信用サーバ
１０４ クライアントレシーバ
１０５、１０６ データ喪失性チャネル
１０８ インターネット
１１０ ハードドライブ
１１１ メモリ
２００ データブロック
２０２ 粗大セグメントデータ
２０４ 微細セグメントデータ
３００ 送信する装置
３０２ セグメンテータ
３０４ エンコーダ
３０６ パケタイザ
３０８ 送信器
４００ 解析する装置
４０１ データ入力
４０２ データ解析器
４０４ リードソロモンデコーダ
４０６ 粗大セグメントデコーダ
４０８ 微細セグメントデコーダ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 アーロン ダニエル ワイナー
アメリカ合衆国，07079 ニュージャー
ジー，サウス オレンジ，グレンヴュー
ロード 43
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04L 29/08
Claims (21)
- 【請求項１】 データブロックをデータ喪失性チャネル
を介して送信するデータブロックの送信方法において （Ａ） データブロックを粗大セグメントと微細セグメ
ントに区分けするステップと、 （Ｂ） 前記粗大セグメントを、エラー修正コードワー
ドに符号化するステップと、 （Ｃ） 前記微細セグメントを、複数のセクションに分
割するステップと、 （Ｄ） 前記各エラー修正コードワードと微細セグメン
トの各セクションを、各パケットに付属させるステップ
と、 （Ｅ） 前記パケットをチャネルを介して送信するステ
ップと、 を含むことを特徴とするデータブロックの送信方法。 - 【請求項２】 （Ｆ） 前記パケットをクライアントレ
シーバで受信するステップと、 （Ｇ） 前記粗大セグメントを再生するために、クライ
アントレシーバでコードワードを復号化するステップ
と、 （Ｈ） 前記微細セグメントを表すデータから微細セグ
メントを再生し、この微細セグメントをデータブロック
を再生するために粗大セグメントに付属させるステップ
と、 をさらに有することを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記パケットは、微細セグメントを表す
データに付属される粗大セグメントを表すコードワード
からなるデータビットアレイを含む、 ことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 （Ｉ） 前記データビットアレイをパケ
ット化するステップをさらに有し、前記各パケットは、
各コードワードからの対応するコードワードビットと微
細セグメントの１つからの対応するデータセクション部
分とを含むことを特徴とする請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 前記粗大データセグメントは、リードソ
ロモン符号化方式を用いて符号化される、 ことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 前記チャネルは、少なくとも１つのパケ
ット切替ネットワークを有する、 ことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 前記パケット切替ネットワークは、イン
ターネットである、ことを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項８】 データをデータ喪失性チャネルを介して
送信するデータ送信装置において、 （Ａ） データブロックを検査し、このデータブロック
を粗大セグメントと微細セグメントにセグメント化する
データアナライザと、 （Ｂ） 前記粗大セグメントを、エラー修正コードワー
ドに符号化するエンコーダと、 （Ｃ） 前記微細セグメントを、複数のセクションに分
割するデータオーガナイザと、 （Ｄ） 前記粗大セグメントと微細セグメントを、連続
するデータアレイに配置するデータプリペアラと、 前記データアレイは、等しいビット幅を有し、 （Ｅ） 前記データアレイを、一連のパケットに構成す
るパケタイザと、 前記各パケットは、前記微細セグメントのデータセクシ
ョンを有し、 前記データセクションは、一連のパケットの位置に対応
する微細セグメントの位置を有し、 （Ｆ） 前記一連のパケットをチャネルを介して送信す
る送信器と、 を有することを特徴とするデータ送信装置。 - 【請求項９】 データの喪失を受けやすいチャネルを介
してデータを受信する受信器において、 前記データは、粗大セグメントと微細セグメントを有
し、 前記粗大セグメントは、エラー修正コードワードからな
り、 （Ａ） 受領データを検査し、前記受領データが所定数
以上のデータ喪失部分を有しているか否かを決定するア
ナライザと、 （Ｂ） 受信データが、所定数以上のデータ喪失部分を
有する場合には、前記粗大セグメントを復号化し、この
粗大セグメントを、受信データを完全に表すものとし
て、再生する粗大セグメントデコーダと、 （Ｃ） 受信データが所定数以下のデータ喪失部分しか
有さない場合には、前記微細セグメントを復号化し、こ
の微細セグメントと粗大セグメントを、受信データを完
全に表すものとして再生する微細セグメントデコーダ
と、 を有することを特徴とする受信器。 - 【請求項１０】 データを送信するデータ喪失性データ
通信システムにおいて、 （Ａ） データブロックを検査し、このデータブロック
を粗大セグメントと微細セグメントにセグメント化する
データアナライザと、 （Ｂ） この粗大セグメントを、エラー修正コードワー
ドに符号化するエンコーダと、 （Ｃ） 粗大セグメントと微細セグメントを、一連のパ
ケットからなるデータアレイに付属させるパケタイザ
と、 （Ｄ） 前記一連のパケットを、通信チャネルを介して
送信する送信器と、 からなることを特徴とするデータ通信システム。 - 【請求項１１】 （Ｅ） 受領データを検査し、前記受
領データがデータ喪失部分を有しているか否かを決定す
るアナライザと、 （Ｆ） 受信データが、第１レベルのデータ喪失部分を
有する場合には、前記粗大セグメントを復号化し、この
粗大セグメントを、受信データを完全に表すものとし
て、再生する粗大セグメントデコーダと、 （Ｇ） 受信データが第２レベルのデータ喪失部分を有
する場合には、前記微細セグメントを復号化し、この微
細セグメントと粗大セグメントを、受信したデータを完
全に表すものとして、再生する微細セグメントデコーダ
と、 を更に有することを特徴とする請求項１０記載のデータ
通信システム。 - 【請求項１２】 前記エンコーダは、リードソロモン符
号化方式を用いて、符号化することを特徴とする請求項
１０記載のデータ通信システム。 - 【請求項１３】 前記送信器は、一連のパケットをパケ
ット交換ネットワークを介して送信することを特徴とす
る請求項１０記載のデータ通信システム。 - 【請求項１４】 データブロックをチャネルを介して送
信する方法において （Ａ） データブロックを、粗大セグメントと微細セグ
メントに区分けするステップと、 （Ｂ） 粗大セグメントをエラー修正コードワードに符
号化するステップと、 （Ｃ） 微細セグメントを、複数のセクションに分割す
るステップと、 （Ｄ） 前記粗大セグメントと微細セグメントを、アレ
イに配置するステップと、 （Ｅ） 前記アレイを、通信チャネルを介して送信する
ステップとからなり、各データアレイは、粗大セグメン
トを表すコードワードと微細セグメントを表すデータと
からなり、 第１レベルのデータ喪失が発生したときには、完全なデ
ータブロックの写しを作り、 第２レベルのデータ喪失が発生した場合には、粗大セグ
メントの写しを作って受信時に再生する、 ことを特徴とするデータブロックの送信方法。 - 【請求項１５】 （Ｆ） 前記データアレイをパケット
化するステップ、 をさらに有することを特徴とする請求項１４記載の方
法。 - 【請求項１６】 前記粗大データセグメントは、リード
ソロモン符号化方式を用いて符号化される、 ことを特徴とする請求項１４記載の方法。 - 【請求項１７】 前記チャネルは、パケット切替ネット
ワークを有する、 ことを特徴とする請求項１４記載の方法。 - 【請求項１８】 前記パケット切替ネットワークは、イ
ンターネットであることを特徴とする請求項７記載の方
法。 - 【請求項１９】 データブロックを受領し復号化する方
法において、 （Ａ） データブロックを表すアレイを受領するステッ
プと、 前記アレイは、粗大セグメントと微細セグメントからな
り、 前記粗大セグメントは、複数のエラー修正コードワード
を含み、前記微細セグメントは、複数の部分からなり、 （Ｂ） データブロックの荒い表示を生成するために粗
大セグメントを再生するステップと、 （Ｃ） 前記アレイが、第１レベルのデータ喪失でもっ
て受信された場合には微細セグメントを再生し、この微
細セグメントを粗大セグメントに付属させてデータブロ
ックの完全な写しを生成するステップと、 からなることを特徴とするデータブロックを受領し復号
化する方法。 - 【請求項２０】 前記粗大データセグメントは、リード
ソロモン符号化方式を用いて符号化される、 ことを特徴とする請求項１９記載の方法。 - 【請求項２１】 パケット内のデータブロックをデータ
喪失性チャネルを介して送信する方法において （Ａ） データブロックを複数のｎ個のセグメントに区
画するステップと前記セグメントは、データ喪失部分
（Ｑ１〜Ｑｎ）を有し、 （Ｂ） 粗大セグメントを、前記データ喪失部分（Ｑ１
〜Ｑ２)に適合するエラー修正コードワードに符号化す
るステップと、 （Ｃ） 前記セグメントを符号化セグメントを表すコー
ドワードからなるアレイに配置するステップと、 （Ｄ） 前記アレイを、クライアントサーバにチャネル
を介して送信するステップと、 （Ｅ） 各受信器で、コードワードを復号化し送信中に
データ喪失したパケットの数に応じて所望のセグメント
を再生するステップと、 からなることを特徴とするデータブロックの送信方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/892,855 US6175944B1 (en) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | Methods and apparatus for packetizing data for transmission through an erasure broadcast channel |
| US08/892855 | 1997-07-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1188463A JPH1188463A (ja) | 1999-03-30 |
| JP3421583B2 true JP3421583B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=25400619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20035898A Expired - Fee Related JP3421583B2 (ja) | 1997-07-15 | 1998-07-15 | データブロックの送信方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6175944B1 (ja) |
| EP (1) | EP0892518A3 (ja) |
| JP (1) | JP3421583B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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