JP3770800B2 - Distance learning system - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は通信衛星と地上網を利用した遠隔教育システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のインターネットの急速な発達に伴い、インターネットを利用した双方向のテレビ会議システムや遠隔教育システムが提案されているが、データ通信に使用される帯域が広くなったとしても、インターネットという情報伝達方法の性質上、利用者毎に伝達時間差が発生してしまう可能性は排除できない。
【０００３】
そこで、全ての利用者に一斉に映像および音声を伝送する手段として通信衛星を利用して、双方向性を得るためにインターネット網による情報伝達を併用するシステムも提案されている。従来の遠隔教育システムについて図を用いて説明する。図１は通信衛星とインターネット網を使用した遠隔教育システムの概要を示した図であり、送信センター１と、通信衛星２と、受講教室３とインターネット４からなる遠隔教育システムである。送信センター１は送信アンテナ５と、情報処理装置６と、講師側カメラ７を有し、受講者教室３は受信アンテナ８と、情報処理装置９と、受講者側カメラ１０を有している。また、受講者教室３として同様の構成を備える受講者教室が複数存在する。
【０００４】
講義の進行役である講師は送信センター１において講師側カメラ７に向かって講義を行い、講師側カメラ７と接続された情報処理装置６が、講師側カメラ７の撮影した講義映像情報（音声も含む）を送信アンテナ５から通信衛星２に送信する。この際、必要に応じて講義映像情報の符号化および暗号化を行って講義映像情報をデジタル化し、コンピュータが利用するデジタルデータと共に４相位相変調など（ＱＰＳＫ：Ｑｕａｄ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）を用いて変調することにより電波でデジタルな情報の送信を行う。
【０００５】
通信衛星２は送信アンテナ５から受信した電波を地上に伝搬させ、各受講者教室３に備えられた受信アンテナ８が受信した電波を情報処理装置９が位相変調を復調し、講義映像情報やデジタルデータとする。取り出された映像情報はテレビ画面に映し出され、デジタルデータは情報処理装置９に蓄えられる。送信センター１側で情報送信を行う場合に、情報処理装置６が映像情報およびデジタルデータにスクランブルを施し、受講者教室３側の情報処理装置９がスクランブルの解除を行うことで、契約者のみが講義映像情報およびデジタルデータの受信を行うことが可能である。
【０００６】
受講者教室３では、受講者がテレビ画面に映し出された講師映像情報を視聴しながら、受講者側カメラ１０の前で発言を行って受講者映像情報（音声も含む）の撮影を行い、受講者側カメラ１０およびインターネット４に接続された情報処理装置９が受講者映像情報のデジタル化とデジタルデータの付与を行い、インターネット４を介して受講者映像情報及びデジタルデータを送信センター１の情報処理装置６に送信する。
【０００７】
送信センター１の情報処理装置６は、講師側カメラ７が撮影した映像および音声と、インターネット４を介して送信されてきた受講者映像情報を合成して１つの画面に表示可能な講義映像情報とし、送信アンテナ５から通信衛星２を介して受講者教室３に送信することもできる。これにより、受講者映像情報も含んだ講義映像情報を各受講者が視聴可能となり、受講者間での会話も成立させることが可能となる。
【０００８】
以上のように従来から提案されているテレビ会議システムや遠隔教育システムにおいては、各受講者教室３からの受講者映像情報はインターネット４により送信センター１に伝達され、各受講者教室３は講義映像情報を通信衛星２からの電波として受信することで、複数地点の受講者に対する同時性を伴った双方向の遠隔教育システムが成立していた。しかし従来の遠隔教育システムにおいては、受講者教室からの受講者映像情報を全て受信することから、受講者教室数が増加して相当多数となった場合には、以下に述べるような問題が発生していた。
【０００９】
第１の問題は受講者教室側からの騒音が増加するというものである。全ての受講者映像情報には音声が含まれているために、受講者教室数が数十にのぼると送信センターが受信する音声の総量は過大であり、さらに講義映像情報に受講者映像情報を付加して送信することで、受講者教室側でも送信センターと同様の音声を視聴することになってしまう。従来の技術でこの問題を解決するためには受講者映像情報に音声を含めなければよいが、双方向の教育システムというメリットを著しく損なってしまう。または、受講者教室側の静寂さを要求することも可能であるが、年少者を対象とした遠隔教育では現実的な方法ではない。
【００１０】
第２の問題は講師の対応可能者数の問題である。講義の最中に受講者に質問を行い発言を求めるという行為は、双方向の教育システムとしては頻繁に行われるべきものであるが、受講者教室数が多数であると複数の受講者から一斉に発言が行われる可能性があり、講師側が十分に対応することが困難である。
【００１１】
第３の問題は通信トラフィックの問題である。講義映像情報は通信衛星から一斉に電波で送信し各受講者教室の情報処理装置で処理を行うために、受講者教室が少数の場合でも多数の場合でも受講者教室側では問題は無い。しかし各受講者教室からの受講者映像情報はインターネットを経由して送信センターの情報処理装置に伝達され、受講者教室が多数である場合には、送信センターとインターネットの接続線の帯域は有限であるため、全ての受講者映像情報を伝達することは困難な状況になる。接続線の帯域を広くすることは物理的に可能であるが、必然的にコストの増加を伴ってしまう。
【００１２】
第４の問題は送信センター側の情報処理能力の問題である。送信センターとインターネットとの接続が仮に帯域の広い接続であったとしても、送信センターの情報処理装置が多数の受講者映像情報を即時的に処理することは困難である。受講者映像情報の処理を複数の情報処理装置に分散して実行させることや、処理能力の極めて高い情報処理装置を使用することは可能であるが、システムの構築にかかるコストが増大してしまう。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の従来の問題に鑑みてなされたものであり、受講者教室数が増加した場合でも騒音を気にすること無く講義を行うことができ、講師が発言者に対して十分な対応をとることができ、通信帯域と情報処理装置にかかるコストの増大を押さえることが可能な双方向性を備えた遠隔教育システムを提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の遠隔教育システムは、通信衛星と地上網とを介して、送信センターと、複数の受講者教室との間で双方向な情報伝達を行う遠隔教育システムにおいて、前記送信センターは、前記通信衛星への情報送信機能および前記地上網からの情報受信機能を有する講師側情報処理装置と、前記講師側情報処理装置に接続され、所定の映像情報を出力する講師側撮影装置とを有し、前記受講者教室は、前記地上網への情報送信機能および前記通信衛星からの情報受信機能を有する受講者側情報処理装置と、前記受講者側情報処理装置に接続され、所定の映像情報を出力する受講者側撮影装置とを有し、前記講師側情報処理装置は、前記受講者教室に関する名称と視聴者数と過去の発言回数とを含む所定の情報である属性情報を、前記受講者教室毎に記録・管理する受講者情報データベースと、前記受講者情報データベースに管理されている前記複数の受講者教室のうちから、前記送信センターの講師に対して発言させる対象となる受講者教室を選択する選択手段と、前記選択手段により受講者教室が選択されると、前記選択された受講者教室に係る受講者側情報処理装置と前記講師側情報処理装置との接続を成立させるためのパスワードと接続先ポート番号とを含むアクセスキーを作成するアクセスキー作成手段と、発呼指示データと前記作成されたアクセスキーとを、所定の暗号化方法で暗号化する暗号化手段と、前記講師側撮影装置が撮影した映像情報である講義映像情報と共に、前記暗号化された発呼指示データとアクセスキーとにスクランブルを施す手段と、前記スクランブルが施された講義映像情報を順次送信すると共に、前記選択手段により受講者教室が選択されると、前記スクランブルが施された講義映像情報と共に、前記暗号化された発呼指示データとアクセスキーとを同時に、前記通信衛星を介して、前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に送信し、接続切断の指示が出されると、受講者映像情報の送信を停止させる接続終了指示データを前記通信衛星を介して前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に送信する送信手段と、前記受講者側情報処理装置からの接続要求に対して、前記受講者側情報処理装置から受信したアクセスキーが前記作成されたアクセスキーと同一であることを確認した後に、前記地上網を介して、前記受講者側情報処理装置との接続を成立させ、前記接続終了指示データの送信後に当該接続を終了する手段と、前記接続された受講者側情報処理装置から受信した受講者映像情報と、前記講師側撮影装置が撮影した映像情報である講義映像情報とを合成する映像合成手段と、前記合成された映像情報である合成映像情報にスクランブルを施し、このスクランブルが施された合成映像情報を前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に、前記通信衛星を介して送信する手段とを有し、前記受講者側情報処理装置は、前記スクランブルが施された講義映像情報と共に、前記暗号化された発呼指示データとアクセスキーとを、前記通信衛星を介して、前記講師側情報処理装置から受信する手段と、前記受信した講義映像情報と発呼指示データとアクセスキーとに施されたスクランブルを解除するデコーダ装置と、前記暗号化手段の暗号化方法と対応する復号化方法で、前記スクランブルを解除した発呼指示データとアクセスキーとを復号化する復号化手段と、前記暗号化された発呼指示データとアクセスキーとを同時に受信したことを条件に、前記復号化されたアクセスキーを使用し、前記地上網を介して、前記講師側情報処理装置に対して接続要求を行う手段と、前記講師側情報処理装置との接続が成立すると、前記受講者側撮影装置が撮影した映像情報である受講者映像情報を、前記地上網を介して前記講師側情報処理装置に送信する手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
送信センターから発呼指示があった受講者教室のみが送信センターに受講者映像情報を送信するため、発呼指示を出していない受講者教室からの騒音を気にすること無く講義を行うことができ、講師が自ら選択した対象だけが発言することになるので発言者に対して十分な対応をとることができ、発呼指示を受けていない受講者教室からの受講者映像情報が送信センターに送信されることがないため通信帯域と情報処理装置にかかるコストの増大を押さえることができる。
また、発呼指示にアクセスキーが含まれることにより、発呼指示を受信した受講者教室のみが送信センターとの接続を成立させることが可能となり、不要な受講者映像情報の送信を行うことが無いために、発呼指示を受けていない受講者教室からの受講者映像情報が通信帯域を占有することがなく、発呼指示を受けた受講者教室からの受講者映像情報が送信センターに送信される情報通信が円滑に行うことが出来る。
さらに、発呼指示に接続先ポート番号が含まれることにより、発呼指示を受信した受講者教室は確実に送信センターとの接続を行うことが出来る。
また、対象限定配信によって発呼指示を送信することにより、通信衛星から電波で全ての受講者教室に同様のデータが配信される場合でも、講師が選択した受講者教室のみが発呼指示を受け取ることになるため、講師が選択しない受講者教室が誤って発呼指示を受け取ることが無い。
さらに、発呼指示にアクセスキーと接続先ポート番号が含まれ、送信センターがアクセスキーの確認によって接続先ポートを開放し、受講者教室から接続先ポートに受講者映像情報が送信されることにより、発呼指示を受けた受講者教室のみが送信センターに対して受講者映像情報を送信することが可能となる。
また、講師が受講者情報データベースの検索により発呼指示を出す対象を選択することにより、データベースに記録された分類等に従って迅速に発呼指示を出すことが可能となる。
【００１６】
また、前記課題を解決するための本発明の遠隔教育システムは、前記受講者側情報処理装置は、前記送信センターの講師に対して発言を要求する旨の発言要求情報を入力する手段と、前記発言要求情報が入力されると、前記地上網を介して前記講師側情報処理装置に、発信元を特定する情報である発信元特定情報を含む発言要求信号を送信する手段とを有し、前記講師側情報処理装置は、前記発言要求信号を前記受講者側情報処理装置から前記地上網を介して受信する手段と、前記発言要求信号を受信すると、発信要求があった旨を表示する手段と、前記受信した発信要求信号に含まれる発信元特定情報に基づいて、発信元に係る受講者教室を特定する手段と、前記受講者情報データベースに管理されている前記複数の受講者教室のうちの前記特定した受講者教室の属性情報に、発信要求があった旨の情報を付加する手段とを有し、前記選択手段は、前記受講者情報データベースに管理されている前記複数の受講者教室のうちから、発信要求があった旨の情報が属性情報に付加されている受講者教室を検索し、この検索した受講者教室の中から、前記送信センターの講師に対して発言させる対象となる受講者教室を選択する手段であることを特徴とする。
【００１７】
受講者が発言要求を行い、送信センターから発呼指示があった受講者教室のみが送信センターに受講者映像情報を送信するため、発呼指示を出していない受講者教室からの騒音を気にすること無く講義を行うことができ、講師が自ら選択した対象だけが発言することになるので発言者に対して十分な対応をとることができ、発呼指示を受けていない受講者教室からの受講者映像情報が送信センターに送信されることがないため通信帯域と情報処理装置にかかるコストの増大を押さえることができる。また、発言要求を行った受講者に対して講師が発呼指示を送信することで、受講者教室側から意志表示を行うことができ、講義の双方向性が高まる。
【００１８】
また、前記課題を解決するための本発明の遠隔教育システムは、前記受講者情報データベースに管理されている前記属性情報は、前記複数の受講者教室のそれぞれに付与されるキーコードを含み、前記送信手段は、送信するデータをパケットとして分割して順次送信する手段であり、前記暗号化手段は、発呼指示データと前記作成されたアクセスキーとについての送信データに係る一番目のパケットについては前記選択された受講者教室に付与されているキーコードを使用する暗号化方法で暗号化する手段と、前記一番目のパケットについての暗号化処理をした後に、この暗号化処理をしたパケットから１バイトを抽出して前記キーコードとの間で暗号化処理を行い、前記キーコードを更新する手段と、前記送信データに係る二番目以降のパケットについては前記更新されたキーコードを使用する暗号化方法で暗号化する手段と、前記二番目以降のパケットについての暗号化処理をした後に、この暗号化処理をしたパケットから１バイトを抽出して前記キーコードとの間で暗号化処理を行い、前記キーコードを順次更新する手段とを含み、前記復号化手段は、前記スクランブルを解除した発呼指示データとアクセスキーとについての受信データに係る一番目のパケットについては、自己の受講者教室に付与されているキーコードを使用する復号化方法であって前記暗号化手段の暗号化方法と対応する復号化方法で復号化する手段と、前記一番目のパケットについての復号化処理をした後に、この復号化処理をしたパケットから、前記暗号化手段の抽出アルゴリズムと同一の抽出アルゴリズムで１バイトを抽出し、前記暗号化手段の暗号化処理と同一の方法で前記キーコードとの間で暗号化処理を行い、前記キーコードを更新する手段と、前記受信データに係る二番目以降のパケットについては前記更新されたキーコードを使用する復号化方法で復号化する手段と、前記二番目以降のパケットについての復号化処理をした後には、この復号化処理をしたパケットから、前記暗号化手段の抽出アルゴリズムと同一の抽出アルゴリズムで１バイトを抽出し、前記暗号化手段の暗号化処理と同一の方法で前記キーコードとの間で暗号化処理を行い、前記キーコードを順次更新する手段とを含むことを特徴とする。
【００２８】
また、前記課題を解決するための本発明の遠隔教育システムは、前記地上網が、電話回線網、ＩＳＤＮ網、ケーブルテレビ網、光ファイバー網、携帯電話による通信、無線通信のいずれか一であることを特徴とする。
【００２９】
受講者教室から送信センターへの情報通信を行うための経路である地上網は、一対一の情報通信を行うことが出来れば十分であるので、電話回線網、ＩＳＤＮ網、ケーブルテレビ網、光ファイバー網、携帯電話による通信、無線通信のように様々な形態をとることが可能であり、システムの要求する通信品質や通信コストに応じて適宜選択することで、多様な遠隔システムの構築を行うことが可能となる。
【００３０】
【実施の形態１】
以下に本発明における１実施例である実施の形態１について図面を参照して説明する。実施の形態１の遠隔教育システムは、講師が受講者に対して発言を求めた場合にのみ受講者映像情報が送信センター１に送信されるものである。図５は実施の形態１の遠隔教育システムの構成を示した図で、送信センター１と、通信衛星２と、受講教室３と、地上網としてのインターネット４からなる。地上網とは送信センター１と受講教室３との間で情報通信を行うことが可能な情報通信網を意味し、電話回線網やＩＳＤＮ網やケーブルテレビ網や光ファイバー網であり、物理的に接続されていない携帯電話による通信や無線通信や衛星通信であってもよい。また、インターネット４はＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ／ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使用したネットワークであるが、本願発明の一実施例を示すものに過ぎず、他のプロトコルを使用したネットワークであっても構わない。送信センター１は送信アンテナ５と、情報処理装置６と、講師側カメラ７を有し、受講者教室３は受信アンテナ８と、情報処理装置９と、受講者側カメラ１０を有している。また、受講者教室３として同様の構成を備える受講者教室が複数存在する。
【００３１】
さらに送信センター１の情報処理装置６は図２に示すように、ＣＰＵ部２１と受講者情報データベース２２と発呼指示手段２３と情報記憶手段２４と入力手段２５とを有している。
ＣＰＵ部２１は情報処理装置６内での映像情報やデジタルデータの全ての演算処理および制御を行い、図示しないメモリーや映像処理手段や通信手段などを有する。
受講者情報データベース２２は、各受講者教室の名称や住所や視聴者数や発言回数や試験成績や所属グループなどの受講者属性情報を記録および管理する。
発呼指示手段２３は、講師が受講者に発言を求める対象を指示するために用いられ、受講者情報データベース２２に記録されている該当受講者にのみ送信センター１への受講者映像情報の送信を許可する。
情報記憶手段２４は、受講者映像情報や講義映像情報やデジタルデータなどのデータを記録するための装置であって、磁気ディスクや光磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であり、講義映像情報をＭＰＥＧ１やＭＰＥＧ２などの閲覧可能な形式で保存する。
入力手段２５はキーボードやマウスやタッチパネルや音声認識装置などの機器であり、講師が情報処理装置６に対してコマンド入力を行う。
【００３２】
受講者教室３の情報処理手段９は図３に示すように、ＣＰＵ部３１と映像情報接続手段３２と情報記憶手段３３とを有している。
ＣＰＵ部３１は情報処理装置９内での映像情報やデジタルデータの演算処理および制御を行い、図示しないメモリーや映像処理手段や通信手段などを有する。
映像情報接続手段３２は、送信センター１へ受講者映像情報をインターネット４を介して送信するための手段であり、送信センター１からの発呼指示を受けた場合にのみ受講者映像情報を送信する。
情報記憶手段３３は、受講者映像情報や講義映像情報やデジタルデータなどのデータを記録するための装置であって、磁気ディスクや光磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であり、講義映像情報をＭＰＥＧ１やＭＰＥＧ２などの閲覧可能な形式で保存する。
【００３３】
次に実施の形態１の遠隔教育システムの動作について図に従って説明する。図４は実施の形態１の遠隔教育システムでの、講師が受講者に発言を求めた場合の動作を示したフロー図であるが、通信衛星２およびインターネット４の情報伝達動作に関しては従来例における動作と相違点が無いために省略している。従って、送信センター１と受講者教室３の動作についての記述のみになるが、送信センター１から受講者教室３への講義映像情報やデジタルデータの伝送は通信衛星２を介し、受講者教室３から送信センター１への受講者映像情報などの伝送はインターネット４を介して、それぞれのプロトコルによって実現される。
【００３４】
＜ステップ１＞送信センター１で講師が情報処理手段６の入力手段２５を用いて発呼指示手段２２を作動させる。
＜ステップ２＞受講者情報データベース２２に記録された受講者属性情報を発言回数や名前や所属グループなどで検索を行い、該当者を選択する。この際、対象とする受講者教室３は複数でも単数でも良い。また、該当者の受講者情報データベース２２の発言回数を更新する。
＜ステップ３＞送信センター１に受講者映像情報を送信可能にするための、送信センター１と受講者教３との接続を成立させるためのパスワードおよび接続先ポート番号を含んだアクセスキーをＣＰＵ部２１が作成する。
＜ステップ４＞講義映像情報と共に発呼指示データ及びアクセスキーをステップ２で選択した受講者教室に対象限定配信する（対象限定配信については後述する）。
＜ステップ５＞受講者教室３では、対象限定配信によって発呼指示データおよびアクセスキーを受け取る。
＜ステップ６＞映像情報接続手段３２は同時に受信したアクセスキーを利用して送信センター１との接続要求を行う。
＜ステップ７＞送信センター１のＣＰＵ部２１は受講者教室３からの接続要求を受け、接続要求のアクセスキーが、ステップ３で作成したアクセスキーと同一である場合には、接続先ポート番号のポートを開放し、受講者教室３との接続を成立させる。
＜ステップ８＞受講者教室３では受講者側カメラ１０により受講者の映像を撮影して、情報処理装置９が受講者の映像を符号化して受講者映像情報とし、送信センター１に送信する。
＜ステップ９＞送信センター１では、ステップ２で選択した各受講者教室３からの受講者映像情報と、講師側カメラ７で撮影している講義の映像を合成して講義映像情報を作成して、送信アンテナ５から通信衛星２経由で全受講者教室に配信する。
＜ステップ１０＞受講者の発言が終了した後、講師は情報処理装置６の入力手段２５から発呼指示手段２３に接続切断の指示を出し、発呼指示手段２３は受講者情報データベース２２の受講者属性情報の発言回数などを更新し、ＣＰＵ部２１に接続切断の指示を伝える。
＜ステップ１１＞ＣＰＵ部２１は接続終了指示データを全ての受講者教室に送信し、その後受講者映像情報を受信していたポートを閉じる。
＜ステップ１２＞受講者教室３で接続終了指示データを受信した場合には、ＣＰＵ部３１は映像情報接続手段３２に接続終了の指示を出し、受講者映像情報の送信を停止させる。
【００３５】
次に、図４でのステップ４で行われる対象限定配信について説明する。通信衛星２を介しての電波での講義映像情報およびデジタルデータの配信は、多数の配信先に遅延無く情報を配信することが可能であるという特徴を持つが、全ての受講者教室３の受信アンテナ８には同時に同一の情報が配信されるということであり、特定の受講者教室にだけ特定の情報を配信するためには、情報にスクランブルを施す必要がある。本発明の遠隔教育システムの場合には、講義映像情報は全ての受講者教室が受信して閲覧することが必要であり、それとは別に発呼指示データ等の受信対象を限定する必要がある。
【００３６】
全ての受講者教室で受信する情報については、従来から行われているデコーダ装置によるスクランブル解除で会員のみが閲覧することが出来る伝達方法を用いるが、対象を限定した情報伝達には別途暗号化を施した情報を送信して、対象となる受講者教室のみが情報を取得できるようにする。
【００３７】
次に暗号化手順について例を挙げて説明するが、暗号化の手法は任意で構わず、映像情報というリアルタイムの暗号化および復号化を要求される場面で用いることが可能であれば、ここで例示するものである必要はない。
【００３８】
予め各受講者教室３毎に固有のキーコードをベースキーとして確定しておき、受講者情報データベース２２に受講者属性情報の１つとして保存しておく。送信されるデータはパケットとして分割されて順次送信されるが、一番目のパケットはベースキーを用いて暗号化され、通信衛星を介して全ての受講者教室に配信される、暗号化されたパケットはベースキーを用いて復号化されるために、受信対象の受講者教室のみがパケットの取得が可能である。
送信センター側では直前に送出したパケットから１バイトを抽出してキーコードとの間で暗号化処理を行い、キーコードを更新する。受講者教室側でも同様に、直前に取得したパケットから１バイトを抽出してキーコードとの間で送信センター側と同様の暗号化処理を行い、キーコードを更新する。
以降は順次更新したキーコードによってパケットの暗号化および復号化を行い、キーコードの更新も順次行っていくことで、全てのパケットを暗号化して送信し、送信対象の受講教室でのみ全てのパケットの受信を行うことになる。
【００３９】
一番目のパケットを暗号化および復号化するベースキーが送信センター側と受講者教室側で同一であり、以降のキーコード更新において直前のパケットから抽出する１バイトの抽出アルゴリズムを同一にし、キーコードを更新する際の暗号化処理を送信センターと受講者教室とで同一の方法で行うことにより、更新されるキーコードは送信センター側と受講者教室側で毎回同一となるので、全ての受講者教室で暗号化された情報を受け取っても、復号化を行うことが出来るのは送信センターで設定した対象だけとなり、結果として対象限定配信を行うことが可能である。
【００４０】
従って、講師が送信センター１から受講者に発言を求める場合には、講師は受講者情報データベース２２から発言させる対象を検索して選択し、前述の対象限定配信を用いて情報処理装置６から発呼指示とアクセスキーを受講者教室３に送信し、対象となった受講者教室３のみがアクセスキーを入手して送信センター１に接続要求を行うことで受講者映像情報を送信センター１側に送信することが可能となる。つまり、図５に示されているように、発呼指示とアクセスキーを受信した受講者教室３’’のみが受講者映像情報を送信センター１に送信することになる。
【００４１】
送信センター１からの発呼指示が行われない限り、受講者教室３からの受講者映像情報は送信センター１に送信されないため、受講者教室数が増加した場合でも騒音を気にすること無く講義を行うことができる。また、受講者映像情報の数を講師が発言者に対して十分な対応をとることができ、通信帯域と情報処理装置にかかるコストの増大を押さえることが可能となる。
【００４２】
【実施の形態２】
次に本発明における別の実施例である実施の形態２について、図面を参照して説明する。実施の形態２の遠隔教育システムは、受講者が講師に対して発言許可を求めて、講師が発言を許可した場合にのみ受講者映像情報が送信センター１に送信されるものである。図８は実施の形態２の遠隔教育システムの構成を示した図で、送信センター１と、通信衛星２と、受講教室３とインターネット４からなる。送信センター１は送信アンテナ５と、情報処理装置６と、講師側カメラ７を有し、受講者教室３は受信アンテナ８と、情報処理装置９と、受講者側カメラ１０を有している。また、受講者教室３として同様の構成を備える受講者教室が複数存在する。
【００４３】
さらに送信センター１の情報処理装置６は実施の形態１と同様に図２に示すように、ＣＰＵ部２１と受講者情報データベース２２と発呼指示手段２３と情報記憶手段２４と入力手段２５とを有している。
ＣＰＵ部２１は情報処理装置６内での映像情報やデジタルデータの全ての演算処理および制御を行い、図示しないメモリーや映像処理手段や通信手段などを有する。
受講者情報データベース２２は、各受講者教室の名称や住所や視聴者数や発言回数や発言要求回数や発言要求の有無や試験成績や所属グループなどの受講者属性情報を記録および管理する。
発呼指示手段２３は、講師が受講者に発言を求める対象を指示するために用いられ、受講者情報データベース２２に記録されている該当受講者にのみ送信センター１への受講者映像情報の送信を許可する。
情報記憶手段２４は、受講者映像情報や講義映像情報やデジタルデータなどのデータを記録するための装置であって、磁気ディスクや光磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であり、講義映像情報をＭＰＥＧ１やＭＰＥＧ２などの閲覧可能な形式で保存する。
入力手段２５はキーボードやマウスやタッチパネルや音声認識装置などの機器であり、講師が情報処理装置６に対してコマンド入力を行う。
【００４４】
受講者教室３の情報処理手段９は図６に示すように、ＣＰＵ部６１と映像情報接続手段６２と情報記憶手段６３と発言要求手段６４と入力手段６５とを有している。
ＣＰＵ部６１は情報処理装置９内での映像情報やデジタルデータの演算処理および制御を行い、図示しないメモリーや映像処理手段や通信手段などを有する。
映像情報接続手段６２は、送信センター１へ受講者映像情報をインターネット４を介して送信するための手段であり、送信センター１からの発呼指示を受けた場合にのみ受講者映像情報を送信する。
情報記憶手段６３は、受講者映像情報や講義映像情報やデジタルデータなどのデータを記録するための装置であって、磁気ディスクや光磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であり、講義映像情報をＭＰＥＧなどの閲覧可能な形式で保存する。
発言要求手段６４は、小さな容量の情報を発言要求および発信元情報として伝達するための通信手段であり、送信センター１に対して発言の意志を伝えるために使用される。
入力手段６５は、キーボードやマウスやタッチパネルや音声認識装置などの機器であり、受講者が情報処理装置９に対してコマンド入力を行う。
【００４５】
次に実施の形態２の遠隔教育システムの動作について図に従って説明する。図７は実施の形態２の遠隔教育システムでの、受講者が講師に対して発言許可を求めて講師が発言許可を出した場合の動作を示したフロー図であるが、通信衛星２およびインターネット４の情報伝達動作に関しては従来例における動作と相違点が無いために省略している。従って、送信センター１と受講者教室３の動作についての記述のみになるが、送信センター１から受講者教室３への講義映像情報やデジタルデータの伝送は通信衛星２を介し、受講者教室３から送信センター１への受講者映像情報などの伝送はインターネット４を介して、それぞれのプロトコルによって実現される。
【００４６】
＜ステップ１＞受講者教室３で発言したい受講者が情報処理手段９の入力手段６５を用いて発言要求手段６４を作動させる。
＜ステップ２＞発言要求手段６４はインターネット４を介して、送信センター１の情報処理手段６に発言要求信号を送信する。ここではインターネット４を介して発言要求信号を送信するとしたが、信号が伝達される方法はインターネット４に限らず、電話回線によるダイアルアップでも、無線信号でも、送信センター１に情報を送信可能な手段であればよい。ただし、発言要求信号がどの受講者教室から発信されたかを特定するために、発言要求信号には発信元を特定する情報が含まれているとする。
＜ステップ３＞送信センター１の情報処理手段６は、受講者教室３から発言要求信号を受信した場合、ＣＰＵ部２１は発言要求信号の発信元を特定し、受講者情報データベース２２の該当する受講者教室データに、「発言要求有り」を表すデータを加えてデータベースの更新を行う。
＜ステップ４＞ＣＰＵ部２１は、発言要求を受信したことを講師に伝えるために、「発言要求有り」の表示を行う。
＜ステップ５＞「発言要求有り」の表示を確認した講師は、情報処理手段６の入力手段２５を用いて発呼指示手段２２を作動させる。
＜ステップ６＞受講者情報データベース２２に記録された受講者属性情報を発言要求有りの条件で検索を行い、該当者を選択する。この際、対象とする受講者教室３は複数でも単数でも良い。該当者の選択を終えると、ＣＰＵ部２１は受講者情報データベース２２の該当者の発言回数を更新し、全ての受講者の発言要求有りのデータを消去して発言要求回数を更新する。
＜ステップ７〜１６＞実施の形態１のステップ３〜ステップ１２と同様の手順で対象限定配信と受講者映像情報の送信センター１への送信を行う。
【００４７】
従って、受講者が送信センター１の講師に発言許可を求める場合には、受講者は発言要求手段６４で送信センター１側に発言の意志を伝え、受講者情報データベース２２に「発言要求有り」を記録し、講師は受講者情報データベース２２から発言させる対象を発言要求有りの条件で検索して選択し、前述の対象限定配信を用いて情報処理装置６から発呼指示とアクセスキーを受講者教室３に送信し、対象となった受講者教室３のみがアクセスキーを入手して送信センター１に接続要求を行うことで受講者映像情報を送信センター１側に送信することが可能となる。つまり、図８に示されているように、発言要求を行った受講者教室３’および３’’のうち、講師が選択した受講者教室３’’にだけ発呼指示とアクセスキーが対象限定配信されるため、発言要求を行いかつ講師に発言許可された受講者教室３’’からのみ受講者映像情報が送信センター１に送信される。
【００４８】
送信センター１からの発呼指示が行われない限り、受講者教室３からの受講者映像情報は送信センター１に送信されないため、受講者教室数が増加した場合でも騒音を気にすること無く講義を行うことができる。また、受講者映像情報の数を講師が発言者に対して十分な対応をとることができ、通信帯域と情報処理装置にかかるコストの増大を押さえることが可能となる。さらに、受講者側から発言要求を行うことが可能であるため、一方的な発呼指示ではなく、受講者の意志を確認して講義を進行することが可能となり、遠隔教育システムの双方向性が高まる。
【００４９】
【発明の効果】
送信センターから発呼指示があった受講者教室のみが送信センターに受講者映像情報を送信するため、発呼指示を出していない受講者教室からの騒音を気にすること無く講義を行うことができ、講師が自ら選択した対象だけが発言することになるので発言者に対して十分な対応をとることができ、発呼指示を受けていない受講者教室からの受講者映像情報が送信センターに送信されることがないため通信帯域と情報処理装置にかかるコストの増大を押さえることができる。
【００５０】
受講者が発言要求を行い、送信センターから発呼指示があった受講者教室のみが送信センターに受講者映像情報を送信するため、発言要求を行った受講者に対して講師が発呼指示を送信することで、受講者教室側から意志表示を行うことができ、講義の双方向性が高まる。
【００５１】
発呼指示にアクセスキーが含まれることにより、発呼指示を受信した受講者教室のみが送信センターとの接続を成立させることが可能となり、不要な受講者映像情報の送信を行うことが無いために、発呼指示を受けていない受講者教室からの受講者映像情報が通信帯域を占有することがなく、発呼指示を受けた受講者教室からの受講者映像情報が送信センターに送信される情報通信が円滑に行うことが出来る。また、発呼指示に接続先ポート番号が含まれることにより、発呼指示を受信した受講者教室は確実に送信センターとの接続を行うことが出来る。
【００５２】
対象限定配信によって発呼指示を送信することにより、通信衛星から電波で全ての受講者教室に同様のデータが配信される場合でも、講師が選択した受講者教室のみが発呼指示を受け取ることになるため、講師が選択しない受講者教室が誤って発呼指示を受け取ることが無い。
【００５３】
発呼指示にアクセスキーと接続先ポート番号が含まれ、送信センターがアクセスキーの確認によって接続先ポートを開放し、受講者教室から接続先ポートに受講者映像情報が送信されることにより、発呼指示を受けた受講者教室のみが送信センターに対して受講者映像情報を送信することが可能となる。
【００５４】
講師が受講者情報データベースの検索により発呼指示を出す対象を選択することにより、データベースに記録された分類等に従って迅速に発呼指示を出すことが可能となる。
【００５５】
受講者教室から送信センターへの情報通信を行うための経路である地上網は、一対一の情報通信を行うことが出来れば十分であるので、電話回線網、ＩＳＤＮ網、ケーブルテレビ網、光ファイバー網、携帯電話による通信、無線通信、衛星通信のように様々な形態をとることが可能であり、システムの要求する通信品質や通信コストに応じて適宜選択することで、多様な遠隔システムの構築を行うことが可能となる。
【００５６】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の遠隔教育システムの構成を示す図
【図２】実施の形態１及び実施の形態２の送信センター側の情報処理装置の構成
【図３】実施の形態１の受講者教室側の情報処理装置の構成
【図４】実施の形態１の動作を表すフロー図
【図５】本発明の実施の形態１の遠隔教育システムの構成を示す図
【図６】実施の形態２の受講者教室側の情報処理装置の構成
【図７】実施の形態２の動作を表すフロー図
【図８】実施の形態２の遠隔教育システムの構成を示す図
【符号の説明】
１……送信センター
２……通信衛星
３……受講者教室
４……インターネット
５……送信アンテナ
６、９……情報処理装置
７……講師側カメラ
８……受信アンテナ
１０……受講者側カメラ
２１、３１、６１……ＣＰＵ部
２２……受講者情報データベース
２３……発呼指示手段
２４、３３、６３……情報記憶手段
２５……入力手段
３２、６２……映像情報接続手段
６４……発言要求手段
６５……入力手段[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a distance education system using a communication satellite and a terrestrial network.
[0002]
[Prior art]
Along with the rapid development of the Internet in recent years, interactive video conferencing systems and distance learning systems using the Internet have been proposed. Even if the bandwidth used for data communication becomes wide, the information transmission method called the Internet Therefore, the possibility that a transmission time difference occurs for each user cannot be excluded.
[0003]
Therefore, a system that uses a communication satellite as a means for transmitting video and audio to all users at the same time and uses information transmission through the Internet network in order to obtain bidirectionality has also been proposed. A conventional distance learning system will be described with reference to the drawings.FIG.FIG. 1 is a diagram showing an overview of a distance learning system using a communication satellite and the Internet network, and is a distance education system comprising a transmission center 1, a communication satellite 2, a
[0004]
The lecturer who is the facilitator of the lecture gives a lecture at the transmission center 1 toward the instructor-side camera 7, and the information processing device 6 connected to the instructor-side camera 7 takes lecture video information (sound is also recorded). Are transmitted from the transmission antenna 5 to the communication satellite 2. At this time, the lecture video information is encoded and encrypted as necessary to digitize the lecture video information, and modulated using digital phase data (QPSK: Quad Phase Shift Keying) and the like used by the computer. By doing so, digital information is transmitted by radio waves.
[0005]
The communication satellite 2 propagates the radio waves received from the transmission antenna 5 to the ground, and the information processing device 9 demodulates the phase modulation of the radio waves received by the reception antennas 8 provided in each
[0006]
In the
[0007]
The information processing device 6 of the transmission center 1 combines the video and audio captured by the instructor-side camera 7 with the student video information transmitted via the Internet 4 into lecture video information that can be displayed on one screen. The transmission antenna 5 can also transmit to the
[0008]
As described above, in the video conference system and the distance education system that have been proposed in the past, the student video information from each
[0009]
The first problem is that the noise from the student classroom increases. Since all student video information includes audio, if the number of student classrooms reaches tens, the total amount of audio received by the transmission center is excessive, and the student video information is added to the lecture video information. By adding and transmitting, the student classroom side will view the same sound as the transmission center. In order to solve this problem with the conventional technology, it is necessary to include audio in the student video information, but the advantage of the interactive education system is significantly impaired. Alternatively, it is possible to request the quietness of the student classroom, but this is not a practical method for distance education for young people.
[0010]
The second problem is the number of teachers that can be handled. The act of asking questions and requesting remarks during lectures should be performed frequently as an interactive educational system. It is difficult for the instructor to respond sufficiently.
[0011]
The third problem is a communication traffic problem. Lecture video information is transmitted by radio waves simultaneously from the communication satellite and processed by the information processing device of each student classroom, so there is no problem on the student classroom side even if the number of student classrooms is small or large. However, the student video information from each student classroom is transmitted to the information processing device of the transmission center via the Internet, and when there are many student classrooms, the bandwidth of the connection line between the transmission center and the Internet is limited. Therefore, it is difficult to transmit all the student video information. Although it is physically possible to widen the bandwidth of the connection line, it inevitably increases costs.
[0012]
The fourth problem is an information processing capability on the transmission center side. Even if the connection between the transmission center and the Internet is a wide band connection, it is difficult for the information processing apparatus in the transmission center to process a large number of student video information immediately. While it is possible to distribute and execute student video information processing among multiple information processing devices and to use information processing devices with extremely high processing capabilities, the cost of system construction increases. .
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and even when the number of student classrooms increases, lectures can be conducted without worrying about noise, and the lecturer can respond sufficiently to the speaker. And has bidirectionality that can suppress the increase in the cost of communication bandwidth and information processing equipment.Distance learning systemIt is an issue to provide.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The distance learning system of the present invention for solving the above-mentioned problems is a distance learning system that performs bidirectional information transmission between a transmission center and a plurality of student classrooms via a communication satellite and a terrestrial network. The transmission center includes an instructor side information processing apparatus having an information transmission function to the communication satellite and an information receiving function from the terrestrial network, and an instructor side connected to the instructor side information processing apparatus and outputting predetermined video information The student classroom is connected to the student side information processing apparatus having the function of transmitting information to the ground network and the function of receiving information from the communication satellite, and the student side information processing apparatus. A student-side photographing device that outputs predetermined video information, and the instructor-side information processing device is an attribute that is predetermined information including a name related to the student classroom, the number of viewers, and the number of past utterances A student information database for recording and managing information for each student classroom, and a subject for the lecturer of the transmission center to speak out of the plurality of student classrooms managed in the student information database A selection means for selecting a student classroom to be connected, and when a student classroom is selected by the selection means, a connection between the student side information processing apparatus and the lecturer side information processing apparatus related to the selected student classroom Access key creating means for creating an access key including a password and a connection destination port number, and encryption for encrypting the call instruction data and the created access key by a predetermined encryption method The encrypted call instruction data and the access key are scrambled together with the means and the lecture video information which is the video information taken by the lecturer-side imaging device. And sequentially transmitting the scrambled lecture video information, and when the student classroom is selected by the selection means, together with the scrambled lecture video information, the encrypted call instruction Simultaneously transmit data and access key to the student side information processing devices in the plurality of student classrooms via the communication satelliteWhen a connection disconnection instruction is issued, connection termination instruction data for stopping transmission of the student video information is transmitted to the student side information processing devices of the plurality of student classrooms via the communication satellite.And confirming that the access key received from the student side information processing apparatus is the same as the created access key in response to a connection request from the student side information processing apparatus. Establishing a connection with the student information processing device via the ground networkThe connection is terminated after the connection termination instruction data is transmitted.Means for synthesizing student video information received from the connected student side information processing device and lecture video information which is video information taken by the lecturer side imaging device, and And means for scrambled the synthesized video information, which is the video information, and transmitting the scrambled synthesized video information to the student side information processing devices of the plurality of student classrooms via the communication satellite. The student-side information processing apparatus transmits the encrypted call instruction data and the access key together with the scrambled lecture video information via the communication satellite. Receiving means, a decoder device for canceling scrambling applied to the received lecture video information, call instruction data and access key, and an encryption method of the encryption means; And a decryption means for decrypting the scrambled call instruction data and the access key, and the encrypted call instruction data and the access key received at the same time in a corresponding decryption method. When the connection between the instructor-side information processing device and the means for making a connection request to the instructor-side information processing device is established via the ground network using the decrypted access key, the attendance Means for transmitting student video information, which is video information taken by the person-side photographing apparatus, to the instructor-side information processing apparatus via the terrestrial network.
[0015]
Only student classrooms that have been instructed to call from the transmission center will send the student video information to the transmission center, so lectures can be conducted without worrying about noise from student classrooms that have not issued a call instruction. Since only the subject selected by the instructor speaks, he / she can respond sufficiently to the speaker, and the student video information from the student classroom who has not received the call instruction is sent to the transmission center. Since it is not transmitted, it is possible to suppress an increase in communication band and cost for the information processing apparatus.
In addition, by including an access key in the call instruction, only the student classroom that has received the call instruction can establish a connection with the transmission center and can transmit unnecessary student video information. The student video information from the student classroom that has not received the call instruction does not occupy the communication band, and the student video information from the student classroom that has received the call instruction is transmitted to the transmission center. Information communication can be performed smoothly.
Furthermore, since the connection destination port number is included in the call instruction, the student classroom that has received the call instruction can reliably connect to the transmission center.
In addition, by sending a call instruction by limited delivery, even if the same data is distributed to all student classrooms by radio waves from the communication satellite, only the student classroom selected by the instructor receives the call instruction. Therefore, a student classroom that is not selected by the instructor does not receive a call instruction by mistake.
In addition, the call instruction includes the access key and connection port number, the transmission center opens the connection port by confirming the access key, and the student video information is transmitted from the student classroom to the connection port. Only the student classroom receiving the call instruction can transmit the student video information to the transmission center.
In addition, when the instructor selects an object to issue a call instruction by searching the student information database, the call instruction can be issued quickly according to the classification recorded in the database.
[0016]
In addition, the distance learning system of the present invention for solving the above problems isThe student-side information processing apparatus is configured to input speech request information for requesting speech to the instructor of the transmission center, and when the speech request information is input, the lecturer via the ground network. Means for transmitting, to the side information processing device, a speech request signal including source identification information that is information for identifying the transmission source, and the lecturer side information processing device sends the speech request signal to the student side information. Based on the means for receiving from the processing device via the terrestrial network, the means for displaying that there is a call request when receiving the message request signal, and the source identification information included in the received call request signal , A means for specifying a student classroom related to a transmission source, and a request for transmission to attribute information of the identified student classroom among the plurality of student classrooms managed in the student information database Information A means for adding information, and the selecting means is a class in which attribute information is added to the attribute information from among the plurality of student classrooms managed in the student information database. It is a means to search a learner classroom and to select a learner classroom to be a target to be spoken to the lecturer of the transmission center from the searched student classrooms.
[0017]
The student requests to speak, and only the student classroom that has been instructed to send a call from the transmission center transmits the student video information to the transmission center. Lectures can be conducted without the need to speak, and only the subject selected by the instructor will speak. Since the student video information is not transmitted to the transmission center, it is possible to suppress an increase in the cost of the communication band and the information processing apparatus. In addition, when the lecturer transmits a call instruction to the student who has made a request for speech, the student's classroom can display a will, and the interactiveness of the lecture is enhanced.
[0018]
In addition, the distance learning system of the present invention for solving the above problems isThe attribute information managed in the student information database includes a key code assigned to each of the plurality of student classrooms, and the transmission means divides data to be transmitted as packets and sequentially transmits the packets The encryption means uses the key code assigned to the selected student classroom for the first packet related to the transmission data for the call instruction data and the created access key. After encrypting with the encryption method and the first packet, 1 byte is extracted from the encrypted packet and encrypted with the key code. A means for updating the key code, and an encryption method using the updated key code for the second and subsequent packets relating to the transmission data. And encrypting means for the second and subsequent packets, extracting 1 byte from the encrypted packet and performing encryption processing with the key code, Means for sequentially updating the key code, and the decryption means assigns the first packet related to the received data for the call instruction data and the access key with the descrambling to the student classroom. A decryption method using a key code that is decrypted by a decryption method corresponding to the encryption method of the encryption means, and after decrypting the first packet, One byte is extracted from the decrypted packet by the same extraction algorithm as that of the encryption unit, and the same as the encryption process of the encryption unit. Means for performing encryption processing between the key code and the key code, and a decryption method using the updated key code for the second and subsequent packets related to the received data. After performing the decryption process on the second and subsequent packets with the decrypting means, 1 byte is extracted from the decrypted packet with the same extraction algorithm as the encryption algorithm of the encryption means, Means for performing encryption processing with the key code by the same method as the encryption processing of the encryption means, and sequentially updating the key code.
[0028]
Further, the distance learning system of the present invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that the terrestrial network is a telephone line network, ISDN network, cable television network, optical fiber network, mobile phone communication, wirelessCommunicationIt is any one.
[0029]
The ground network, which is a route for performing information communication from the student classroom to the transmission center, is sufficient if one-to-one information communication can be performed. Therefore, a telephone line network, ISDN network, cable TV network, optical fiber network , Mobile phone communication, wirelessCommunicationThus, various remote systems can be constructed by appropriately selecting according to communication quality and communication cost required by the system.
[0030]
Embodiment 1
A first embodiment, which is an example of the present invention, will be described below with reference to the drawings. In the distance education system according to the first embodiment, the student video information is transmitted to the transmission center 1 only when the lecturer requests the student to speak.FIG.Of the first embodimentDistance learning systemThe transmission center 1, the communication satellite 2, the attending
[0031]
Further, as shown in FIG. 2, the information processing apparatus 6 of the transmission center 1 includes a CPU unit 21, a student information database 22, a call instruction unit 23, an information storage unit 24, and an input unit 25.
The CPU unit 21 performs all arithmetic processing and control of video information and digital data in the information processing apparatus 6, and includes a memory, video processing means, communication means, and the like (not shown).
The student information database 22 records and manages student attribute information such as the name, address, number of viewers, number of utterances, test results, and group of each student classroom.
The call instructing means 23 is used for the lecturer to instruct the student to ask for a speech, and only the corresponding student recorded in the student information database 22 transmits the student video information to the transmission center 1. Allow.
The information storage means 24 is a device for recording data such as student video information, lecture video information, and digital data, and is a recording medium such as a magnetic disk, magneto-optical disk, CD-ROM, etc., and lecture video information. Are stored in a browsable format such as MPEG1 or MPEG2.
The input unit 25 is a device such as a keyboard, a mouse, a touch panel, or a voice recognition device, and the lecturer inputs a command to the information processing device 6.
[0032]
As shown in FIG. 3, the information processing means 9 in the
The CPU unit 31 performs arithmetic processing and control of video information and digital data in the information processing apparatus 9, and includes a memory, video processing means, communication means, and the like (not shown).
The video information connection means 32 is means for transmitting the student video information to the transmission center 1 via the Internet 4 and transmits the student video information only when receiving a call instruction from the transmission center 1. .
The information storage means 33 is a device for recording data such as student video information, lecture video information, and digital data, and is a recording medium such as a magnetic disk, magneto-optical disk, CD-ROM, etc., and lecture video information. Are stored in a browsable format such as MPEG1 or MPEG2.
[0033]
Next, the operation of the distance learning system according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a flowchart showing the operation when the instructor asks the student to speak in the distance learning system of the first embodiment, but the information transmission operation of the communication satellite 2 and the Internet 4 is the conventional example. Omitted because there is no difference from the operation. Accordingly, only the description of the operation of the transmission center 1 and the
[0034]
<Step 1> At the transmission center 1, the lecturer operates the calling instruction means 22 using the input means 25 of the information processing means 6.
<Step 2> The student attribute information recorded in the student information database 22 is searched by the number of utterances, the name, the affiliation group, etc., and the corresponding person is selected. At this time, the
<
<Step 4> Subject distribution is performed to the student classroom selected in step 2 with the call instruction data and the access key together with the lecture video information (the target limitation distribution will be described later).
<Step 5> In the
<Step 6> The video information connection means 32 makes a connection request with the transmission center 1 using the access key received at the same time.
<Step 7> The CPU 21 of the transmission center 1 receives the connection request from the
<Step 8> In the
<Step 9> The transmission center 1 creates lecture video information by synthesizing the student video information from each
<Step 10> After the student has finished speaking, the instructor issues a disconnection instruction from the input unit 25 of the information processing apparatus 6 to the calling instruction unit 23, and the calling instruction unit 23 receives the instruction from the student information database 22. The number of utterances in the person attribute information is updated, and a disconnection instruction is transmitted to the CPU unit 21.
<Step 11> The CPU unit 21 transmits connection end instruction data to all student classrooms, and then closes the port that has received the student video information.
<Step 12> When the connection end instruction data is received in the
[0035]
next,FIG.The target limited distribution performed in step 4 will be described. Distribution of lecture video information and digital data by radio waves via the communication satellite 2 has the feature that information can be distributed without delay to a large number of distribution destinations. This means that the same information is distributed to the antenna 8 at the same time. In order to distribute specific information only to a specific student classroom, it is necessary to scramble the information. In the case of the distance learning system of the present invention, lecture video information needs to be received and browsed by all student classrooms, and separately, it is necessary to limit receiving targets such as calling instruction data.
[0036]
For the information received in all student classrooms, a transmission method that can be viewed only by members by descrambling by a conventional decoder device is used, but encryption is separately performed for limited information transmission Send the information you give so that only the target student classroom can get the information.
[0037]
Next, the encryption procedure will be described with an example. However, the encryption method may be arbitrary, and if it can be used in a scene where real-time encryption and decryption of video information is required, it will be described here. It need not be illustrative.
[0038]
A key code unique to each
On the transmission center side, one byte is extracted from the packet sent immediately before, and encryption processing is performed with the key code to update the key code. Similarly, on the student classroom side, one byte is extracted from the packet acquired immediately before, and the same encryption processing as that on the transmission center side is performed between the key code and the key code is updated.
After that, the packet is encrypted and decrypted with the sequentially updated key code, and the key code is also updated in sequence, so that all packets are encrypted and transmitted, and all packets are sent only in the classroom for transmission. Will be received.
[0039]
The base key for encrypting and decrypting the first packet is the same on the transmission center side and the student classroom side, and the 1-byte extraction algorithm extracted from the previous packet in the subsequent key code update is the same, and the key code By performing the same encryption process at the sending center and the student classroom, the updated key code is the same every time on the sending center side and the student classroom side. Even if the encrypted information is received in the classroom, the decryption can be performed only for the target set in the transmission center, and as a result, the target limited distribution can be performed.
[0040]
Therefore, when the instructor asks the student to speak from the transmission center 1, the instructor searches and selects the object to be remarked from the student information database 22, and speaks from the information processing device 6 using the above-described object limited distribution. The call instruction and the access key are transmitted to the
[0041]
As long as there is no call instruction from the transmission center 1, the student video information from the
[0042]
Embodiment 2
Next, Embodiment 2 which is another example of the present invention will be described with reference to the drawings. In the distance learning system according to the second embodiment, the student video information is transmitted to the transmission center 1 only when the student asks the lecturer for permission to speak and the lecturer permits the speech.FIG.Of the second embodimentDistance learning systemThe transmission center 1, the communication satellite 2, the
[0043]
Further, as shown in FIG. 2, the information processing apparatus 6 of the transmission center 1 includes a CPU unit 21, a student information database 22, a calling instruction unit 23, an information storage unit 24, and an input unit 25 as shown in FIG. 2. Have.
The CPU unit 21 performs all arithmetic processing and control of video information and digital data in the information processing apparatus 6, and includes a memory, video processing means, communication means, and the like (not shown).
The student information database 22 records and manages student attribute information such as the name, address, number of viewers, number of utterances, number of utterance requests, presence / absence of utterance requests, test results, and affiliation groups of each student classroom.
The call instructing means 23 is used for the lecturer to instruct the student to ask for a speech, and only the corresponding student recorded in the student information database 22 transmits the student video information to the transmission center 1. Allow.
The information storage means 24 is a device for recording data such as student video information, lecture video information, and digital data, and is a recording medium such as a magnetic disk, magneto-optical disk, CD-ROM, etc., and lecture video information. Are stored in a browsable format such as MPEG1 or MPEG2.
The input unit 25 is a device such as a keyboard, a mouse, a touch panel, or a voice recognition device, and the lecturer inputs a command to the information processing device 6.
[0044]
As shown in FIG. 6, the information processing means 9 of the
The CPU 61 performs arithmetic processing and control of video information and digital data in the information processing apparatus 9, and includes a memory, video processing means, communication means, and the like (not shown).
The video information connection unit 62 is a unit for transmitting the student video information to the transmission center 1 via the Internet 4 and transmits the student video information only when receiving a call instruction from the transmission center 1. .
The information storage means 63 is a device for recording data such as student video information, lecture video information, and digital data, and is a recording medium such as a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, etc., and lecture video information. Are stored in a browsable format such as MPEG.
The speech request means 64 is a communication means for transmitting a small amount of information as a speech request and transmission source information, and is used to convey the will of speech to the transmission center 1.
The input unit 65 is a device such as a keyboard, a mouse, a touch panel, or a voice recognition device, and a student inputs a command to the information processing device 9.
[0045]
Next, the operation of the distance learning system according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a flowchart showing the operation when the student asks the lecturer for permission to speak and the lecturer gives permission to speak in the distance learning system according to the second embodiment. The information transmission operation 4 is omitted because there is no difference from the operation in the conventional example. Accordingly, only the description of the operation of the transmission center 1 and the
[0046]
<Step 1> A student who wants to speak in the
<Step 2> The speech request means 64 transmits a speech request signal to the information processing means 6 of the transmission center 1 via the Internet 4. Here, it is assumed that the speech request signal is transmitted via the Internet 4, but the method of transmitting the signal is not limited to the Internet 4, and a means capable of transmitting information to the transmission center 1 by dial-up by a telephone line or a radio signal. I just need it. However, in order to specify from which student classroom the speech request signal is transmitted, it is assumed that the speech request signal includes information for specifying the transmission source.
<
<Step 4> In order to inform the lecturer that the speech request has been received, the CPU unit 21 displays “speak request is present”.
<Step 5> The lecturer who has confirmed the display of “speak request is present” operates the call instruction means 22 using the input means 25 of the information processing means 6.
<Step 6> The student attribute information recorded in the student information database 22 is searched under the condition that there is a speech request, and the corresponding person is selected. At this time, the
<Steps 7 to 16> Subject limited distribution and transmission of the student video information to the transmission center 1 are performed in the same procedure as in
[0047]
Therefore, when the student asks the instructor of the transmission center 1 to give permission to speak, the student informs the transmission center 1 side of his / her intention to speak by the speech request means 64, and “speak request is present” in the student information database 22. The instructor searches and selects a subject to be uttered from the student information database 22 under the condition that the utterance is requested, and uses the above-described subject-limited delivery to obtain a call instruction and an access key from the information processing device 6 in the student classroom. 3, and only the
[0048]
As long as there is no call instruction from the transmission center 1, the student video information from the
[0049]
【The invention's effect】
Only student classrooms that have been instructed to call from the transmission center will send the student video information to the transmission center, so lectures can be conducted without worrying about noise from student classrooms that have not issued a call instruction. Since only the subject selected by the instructor speaks, he / she can respond sufficiently to the speaker, and the student video information from the student classroom who has not received the call instruction is sent to the transmission center. Since it is not transmitted, it is possible to suppress an increase in communication band and cost for the information processing apparatus.
[0050]
Since the student requests to speak and only the student classroom that has received a call instruction from the transmission center transmits the student video information to the transmission center, the lecturer issues a call instruction to the student who has requested to speak. By sending it, it is possible to display the will from the student classroom side, and the interactive nature of the lecture is enhanced.
[0051]
By including an access key in the call instruction, only the student classroom that has received the call instruction can establish a connection with the transmission center, and no unnecessary student video information is transmitted. In addition, the student video information from the student classroom not receiving the call instruction does not occupy the communication band, and the student video information from the student classroom receiving the call instruction is transmitted to the transmission center. Information communication can be performed smoothly. In addition, since the connection destination port number is included in the call instruction, the student classroom that has received the call instruction can reliably connect to the transmission center.
[0052]
By sending a call instruction by limited distribution, even if the same data is distributed to all student classrooms by radio waves from the communication satellite, only the student classroom selected by the instructor will receive the call instruction Therefore, a student classroom that is not selected by the instructor does not receive a call instruction by mistake.
[0053]
The call instruction includes the access key and connection port number, the transmission center opens the connection port by confirming the access key, and the student video information is transmitted from the student classroom to the connection port. Only the student classroom receiving the call instruction can transmit the student video information to the transmission center.
[0054]
When the instructor selects a target to issue a call instruction by searching the student information database, the call instruction can be issued quickly according to the classification recorded in the database.
[0055]
The ground network, which is a route for performing information communication from the student classroom to the transmission center, is sufficient if one-to-one information communication can be performed. Therefore, a telephone line network, ISDN network, cable TV network, optical fiber network It is possible to take various forms such as mobile phone communication, wireless communication, and satellite communication, and various remote systems can be constructed by selecting appropriately according to the communication quality and communication cost required by the system. Can be done.
[0056]
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]The figure which shows the constitution of the conventional distance education system
FIG. 2 is a configuration of an information processing apparatus on the transmission center side according to the first and second embodiments.
FIG. 3 shows a configuration of an information processing apparatus on the student classroom side according to the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the first embodiment.
[Figure 5]The figure which shows the structure of the distance education system of Embodiment 1 of this invention.
FIG. 6 shows a configuration of an information processing apparatus on the student classroom side according to the second embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the second embodiment.
[Fig. 8]The figure which shows the structure of the distance education system of Embodiment 2.
[Explanation of symbols]
1 …… Sending Center
2. Communication satellite
3 …… Classroom for students
4 …… Internet
5 …… Transmitting antenna
6, 9 Information processing equipment
7 ... Lecturer side camera
8 …… Receiving antenna
10: Student camera
21, 31, 61 ... CPU section
22 …… Student information database
23 …… Calling instruction means
24, 33, 63 ... Information storage means
25 …… Input means
32, 62 …… Video information connection means
64 …… Speech request means
65 …… Input means
Claims (4)
前記送信センターは、前記通信衛星への情報送信機能および前記地上網からの情報受信機能を有する講師側情報処理装置と、前記講師側情報処理装置に接続され、所定の映像情報を出力する講師側撮影装置とを有し、
前記受講者教室は、前記地上網への情報送信機能および前記通信衛星からの情報受信機能を有する受講者側情報処理装置と、前記受講者側情報処理装置に接続され、所定の映像情報を出力する受講者側撮影装置とを有し、
前記講師側情報処理装置は、
前記受講者教室に関する名称と視聴者数と過去の発言回数とを含む所定の情報である属性情報を、前記受講者教室毎に記録・管理する受講者情報データベースと、
前記受講者情報データベースに管理されている前記複数の受講者教室のうちから、前記送信センターの講師に対して発言させる対象となる受講者教室を選択する選択手段と、
前記選択手段により受講者教室が選択されると、前記選択された受講者教室に係る受講者側情報処理装置と前記講師側情報処理装置との接続を成立させるためのパスワードと接続先ポート番号とを含むアクセスキーを作成するアクセスキー作成手段と、
発呼指示データと前記作成されたアクセスキーとを、所定の暗号化方法で暗号化する暗号化手段と、
前記講師側撮影装置が撮影した映像情報である講義映像情報と共に、前記暗号化された発呼指示データとアクセスキーとにスクランブルを施す手段と、
前記スクランブルが施された講義映像情報を順次送信すると共に、前記選択手段により受講者教室が選択されると、前記スクランブルが施された講義映像情報と共に、前記暗号化された発呼指示データとアクセスキーとを同時に、前記通信衛星を介して、前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に送信し、接続切断の指示が出されると、受講者映像情報の送信を停止させる接続終了指示データを前記通信衛星を介して前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に送信する送信手段と、
前記受講者側情報処理装置からの接続要求に対して、前記受講者側情報処理装置から受信したアクセスキーが前記作成されたアクセスキーと同一であることを確認した後に、前記地上網を介して、前記受講者側情報処理装置との接続を成立させ、前記接続終了指示データの送信後に当該接続を終了する手段と、
前記接続された受講者側情報処理装置から受信した受講者映像情報と、前記講師側撮影装置が撮影した映像情報である講義映像情報とを合成する映像合成手段と、
前記合成された映像情報である合成映像情報にスクランブルを施し、このスクランブルが施された合成映像情報を前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に、前記通信衛星を介して送信する手段と、
を有し、前記受講者側情報処理装置は、
前記スクランブルが施された講義映像情報と共に、前記暗号化された発呼指示データとアクセスキーとを、前記通信衛星を介して、前記講師側情報処理装置から受信する手段と、
前記受信した講義映像情報と発呼指示データとアクセスキーとに施されたスクランブルを解除するデコーダ装置と、
前記暗号化手段の暗号化方法と対応する復号化方法で、前記スクランブルを解除した発呼指示データとアクセスキーとを復号化する復号化手段と、
前記暗号化された発呼指示データとアクセスキーとを同時に受信したことを条件に、前記復号化されたアクセスキーを使用し、前記地上網を介して、前記講師側情報処理装置に対して接続要求を行う手段と、
前記講師側情報処理装置との接続が成立すると、前記受講者側撮影装置が撮影した映像情報である受講者映像情報を、前記地上網を介して前記講師側情報処理装置に送信する手段と、
を有することを特徴とする遠隔教育システム。In a distance education system that performs two-way information transmission between a transmission center and a plurality of student classrooms via a communication satellite and a terrestrial network,
The transmission center includes an instructor side information processing apparatus having an information transmission function to the communication satellite and an information receiving function from the terrestrial network, and an instructor side connected to the instructor side information processing apparatus and outputting predetermined video information A photographing device,
The student classroom is connected to the student side information processing apparatus having the function of transmitting information to the ground network and the function of receiving information from the communication satellite, and outputs predetermined video information. A student-side imaging device
The instructor side information processing device
A student information database that records and manages attribute information, which is predetermined information including the name, the number of viewers, and the number of past utterances, for each student classroom;
A selection means for selecting a student classroom to be a target to be spoken to a lecturer of the transmission center from the plurality of student classrooms managed in the student information database;
When a student classroom is selected by the selecting means, a password and a connection port number for establishing a connection between the student information processing apparatus and the lecturer information processing apparatus related to the selected student classroom, An access key creating means for creating an access key including
Encryption means for encrypting the call instruction data and the created access key by a predetermined encryption method;
A means for scrambling the encrypted call instruction data and the access key together with lecture video information which is video information taken by the lecturer-side imaging device;
The scrambled lecture video information is sequentially transmitted, and when a student classroom is selected by the selection means, the scrambled lecture video information and the encrypted call instruction data and access are accessed. Simultaneously transmit a key to the student side information processing devices of the plurality of student classrooms via the communication satellite, and when a connection disconnection instruction is issued, a connection end instruction to stop transmission of the student video information Transmitting means for transmitting data to the student side information processing apparatus of the plurality of student classrooms via the communication satellite ;
After confirming that the access key received from the student-side information processing apparatus is the same as the created access key in response to a connection request from the student-side information processing apparatus, via the terrestrial network the passed a connection to the student side information processing apparatus, and means you exit the connection after transmission of the connection end instruction data,
Video synthesizing means for synthesizing the student video information received from the connected student side information processing apparatus and the lecture video information which is the video information photographed by the lecturer side imaging apparatus;
Means for scrambled the synthesized video information which is the synthesized video information and transmitting the scrambled synthesized video information to the student side information processing devices of the plurality of student classrooms via the communication satellite When,
And the student side information processing device comprises:
Means for receiving the encrypted call instruction data and the access key together with the scrambled lecture video information from the instructor side information processing apparatus via the communication satellite;
A decoder device for canceling scrambling applied to the received lecture video information, call instruction data, and access key;
Decryption means for decrypting the scrambled call instruction data and the access key in a decryption method corresponding to the encryption method of the encryption means;
Connected to the instructor-side information processing apparatus via the terrestrial network using the decrypted access key on the condition that the encrypted call instruction data and the access key are received simultaneously Means to make the request;
When connection with the instructor-side information processing apparatus is established, means for transmitting student video information, which is video information captured by the student-side imaging apparatus, to the instructor-side information processing apparatus via the ground network;
A distance education system characterized by comprising:
前記送信センターの講師に対して発言を要求する旨の発言要求情報を入力する手段と、
前記発言要求情報が入力されると、前記地上網を介して前記講師側情報処理装置に、発信元を特定する情報である発信元特定情報を含む発言要求信号を送信する手段と、
を有し、前記講師側情報処理装置は、
前記発言要求信号を前記受講者側情報処理装置から前記地上網を介して受信する手段と、
前記発言要求信号を受信すると、発信要求があった旨を表示する手段と、
前記受信した発信要求信号に含まれる発信元特定情報に基づいて、発信元に係る受講者教室を特定する手段と、
前記受講者情報データベースに管理されている前記複数の受講者教室のうちの前記特定した受講者教室の属性情報に、発信要求があった旨の情報を付加する手段と、
を有し、前記選択手段は、前記受講者情報データベースに管理されている前記複数の受講者教室のうちから、発信要求があった旨の情報が属性情報に付加されている受講者教室を検索し、この検索した受講者教室の中から、前記送信センターの講師に対して発言させる対象となる受講者教室を選択する手段であることを特徴とする請求項１に記載の遠隔教育システム。The student side information processing device
Means for inputting speech request information for requesting speech to the instructor of the transmission center;
When the speech request information is input, means for transmitting a speech request signal including transmission source identification information that is information for specifying a transmission source to the instructor-side information processing device via the ground network;
The instructor side information processing apparatus has
Means for receiving the speech request signal from the student side information processing apparatus via the ground network;
Means for displaying that there is a call request when receiving the message request signal;
Based on the sender identification information included in the received call request signal, means for identifying a student classroom related to the sender;
Means for adding information indicating that a transmission request has been made to the attribute information of the identified student classroom among the plurality of student classrooms managed in the student information database;
And the selecting means searches for a student classroom in which information indicating that a transmission request has been added is added to attribute information from among the plurality of student classrooms managed in the student information database. The distance learning system according to claim 1, wherein the distance learning system is a means for selecting a student classroom to be a target to be spoken to a lecturer of the transmission center from the searched student classrooms.
前記送信手段は、送信するデータをパケットとして分割して順次送信する手段であり、
前記暗号化手段は、
発呼指示データと前記作成されたアクセスキーとについての送信データに係る一番目のパケットについては前記選択された受講者教室に付与されているキーコードを使用する暗号化方法で暗号化する手段と、
前記一番目のパケットについての暗号化処理をした後に、この暗号化処理をしたパケットから１バイトを抽出して前記キーコードとの間で暗号化処理を行い、前記キーコードを更新する手段と、
前記送信データに係る二番目以降のパケットについては前記更新されたキーコードを使用する暗号化方法で暗号化する手段と、
前記二番目以降のパケットについての暗号化処理をした後に、この暗号化処理をしたパケットから１バイトを抽出して前記キーコードとの間で暗号化処理を行い、前記キーコードを順次更新する手段と、
を含み、前記復号化手段は、
前記スクランブルを解除した発呼指示データとアクセスキーとについての受信データに係る一番目のパケットについては、自己の受講者教室に付与されているキーコードを使用する復号化方法であって前記暗号化手段の暗号化方法と対応する復号化方法で復号化する手段と、
前記一番目のパケットについての復号化処理をした後に、この復号化処理をしたパケットから、前記暗号化手段の抽出アルゴリズムと同一の抽出アルゴリズムで１バイトを抽出し、前記暗号化手段の暗号化処理と同一の方法で前記キーコードとの間で暗号化処理を行い、前記キーコードを更新する手段と、
前記受信データに係る二番目以降のパケットについては前記更新されたキーコードを使用する復号化方法で復号化する手段と、
前記二番目以降のパケットについての復号化処理をした後には、この復号化処理をしたパケットから、前記暗号化手段の抽出アルゴリズムと同一の抽出アルゴリズムで１バイトを抽出し、前記暗号化手段の暗号化処理と同一の方法で前記キーコードとの間で暗号化処理を行い、前記キーコードを順次更新する手段と、
を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遠隔教育システム。The attribute information managed in the student information database includes a key code given to each of the plurality of student classrooms,
The transmission means is means for dividing the data to be transmitted as a packet and sequentially transmitting the packet,
The encryption means includes
Means for encrypting the first packet relating to the transmission data of the call instruction data and the created access key by an encryption method using a key code assigned to the selected student classroom; ,
Means for extracting one byte from the encrypted packet after performing encryption processing on the first packet, performing encryption processing with the key code, and updating the key code;
Means for encrypting the second and subsequent packets related to the transmission data with an encryption method using the updated key code;
Means for extracting one byte from the encrypted packet after performing encryption processing on the second and subsequent packets, performing encryption processing with the key code, and sequentially updating the key code When,
The decoding means comprises:
The first packet related to the received data for the call instruction data and the access key that has been descrambled is a decryption method that uses a key code assigned to the student classroom, and the encryption Means for decrypting with an encryption method of the means and a corresponding decryption method;
After decrypting the first packet, 1 byte is extracted from the decrypted packet by the same extraction algorithm as that of the encrypting means, and the encrypting process of the encrypting means is performed. Means for performing encryption processing with the key code in the same manner as described above, and updating the key code;
Means for decrypting the second and subsequent packets related to the received data with a decryption method using the updated key code;
After decrypting the second and subsequent packets, one byte is extracted from the decrypted packet using the same extraction algorithm as that of the encryption means, and the encryption of the encryption means is performed. Means for performing encryption processing with the key code in the same manner as the encryption processing, and sequentially updating the key code;
The distance education system according to claim 1 or 2, characterized by comprising:
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