JP4434242B2 - 送信装置、受信装置、誤り訂正システム、送信方法及び誤り訂正方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る誤り訂正システムの構成を示した図である。
同図に示すように、この誤り訂正システムは、送信装置としてのサーバ10と、受信装置としてのテレビジョン装置(以下、TVと称する)20とから構成され、両者は例えばインターネット、専用回線網、LAN(Local Area Network)等のネットワーク30に接続されている。
同図に示すように、まず、サーバ10は、ネットワークインタフェース17により、TV20から、動画像コンテンツ等のコンテンツのストリーミング要求信号を、ネットワーク30を介して受信する(ステップ31)。サーバ10のCPUは、当該要求に応じて、コンテンツを構成するフレームのフレーム番号nを1に設定し(ステップ32)、ビデオTSエンコーダ11及びオーディオTSエンコーダ12により、そのフレームに対応する映像信号及び音声信号をそれぞれ圧縮符号化し、TS−MUX13により両者を多重化する(ステップ33)。
同図に示すように、メディアパケット40は、IPヘッダ41、UDPヘッダ42、RTPヘッダ43及びRTPペイロード44から構成される。具体的には、メディアパケット40は、RTP処理部14が、圧縮符号化された映像信号及び音声信号の実データであるRTPペイロード44にRTPヘッダ43を付加し、その下位層であるUDP処理部16がUDPヘッダ42を付加し、その下位層であるネットワークインタフェース17がIPヘッダ41を付加することでネットワーク30へ送信可能な状態となる。
同図に示すように、FEC処理部15は、メディアパケット40をD行×L列に配置する。同図においては、D=4、L=4とされ、p01〜p16までの計16個のメディアパケットが配置されているが、この行数及び列数に限られるものではない。
同図に示すように、まず、TV20のCPUは、例えば操作入力部等から、コンテンツの視聴を要求する操作が入力された場合、ネットワークインタフェース21により、コンテンツのストリーミング要求信号を送信し(ステップ61)、この要求に応じてサーバ10から送信されたメディアパケット40及びFECパケット50をストリーミング受信する(ステップ62)。続いて、CPUは、UDP処理部22により受信したパケットのUDPヘッダを解析してメディアパケット40とFECパケット50とに分類し、FEC処理部23により、メディアパケット40のRTPヘッダ43に記載されたシーケンス番号を基に、損失したメディアパケット40を検索する(ステップ63)。
次に、FEC処理部23は、ecol[1]=1としてカウントされたメディアパケットp14を、図7(b)に示すように、メディアパケットp02、p06、p10及び列方向のFECパケットc2をXOR演算することで復元する。
次に、FEC処理部23は、erow[2]=1としてカウントされたメディアパケットp11を、図7(c)に示すように、メディアパケットp09、p10、p12及び行方向のFECパケットr3をXOR演算することで復元する。
そして、FEC処理部23は、erow[3]=1としてカウントされたメディアパケットp15を、図7(d)に示すように、メディアパケットp13、p14、p16及び行方向のFECパケットr4をXOR演算することで復元する。
これにより、損失した4つのメディアパケット40が全て復元される。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、上述の第1の実施形態と同一の構成及び機能を有する箇所については同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。また、本実施形態においても、第1の実施形態と同様、サーバ10とTV20とで誤り訂正システム100が構成されており、以下の説明では、サーバ10及びTV20の動作を中心に説明する。
図9に示すように、例えば、メディアパケットp03、p04、p13、p14、p17、p18、p22及びp23の8つのメディアパケット40が損失した場合を想定する。この場合、TV20のFEC処理部23は、第1実施形態と同様、行方向、列方向及び斜め方向におけるメディアパケットの損失数erow[i]、ecol[i]及びediagをそれぞれ求める。本実施形態においては、斜め方向はA1とA2の2つ(以下、斜めA1方向及び斜めA2方向という)が存在するため、各斜め方向の損失数をそれぞれediag[1]、ediag[2]とする。
次に、FEC処理部23は、ediag[1]=1としてカウントされたメディアパケットp17を、図10(b)に示すように、メディアパケットp05、p09、p13、p21及び斜めA1方向のFECパケットd1をXOR演算することで復元する。
次に、FEC処理部23は、erow[2]=1としてカウントされたメディアパケットp14を、図10(c)に示すように、メディアパケットp11、p12、p13、p15及び行方向のFECパケットr3をXOR演算することで復元する。
次に、FEC処理部23は、ecol[3]=1としてカウントされたメディアパケットp04を、図10(d)に示すように、メディアパケットp09、p14、p19、p24及び列方向のFECパケットc4をXOR演算することで復元する。
次に、FEC処理部23は、erow[0]=1としてカウントされたメディアパケットp03を、図10(e)に示すように、メディアパケットp01、p02、p04、p05及び行方向のFECパケットr1をXOR演算することで復元する。
次に、FEC処理部23は、erow[3]=1としてカウントされたメディアパケットp22を、図10(f)に示すように、メディアパケットp16、p17、p19、p20及び行方向のFECパケットr4をXOR演算することで復元する。
次に、FEC処理部23は、ecol[1]=1としてカウントされたメディアパケットp22を、図10(g)に示すように、メディアパケットp02、p07、p12、p17及び列方向のFECパケットc2をXOR演算することで復元する。
そして、FEC処理部23は、ecol[2]=1としてカウントされたメディアパケットp23を、図10(h)に示すように、メディアパケットp03、p08、p13、p18及び列方向のFECパケットc3をXOR演算することで復元する。
xC2×xC2・・・(1)
xC2×xC2−(x−1C1×x−1C1×x−xC2×2)・・・(2)
同図に示すように、損失パケット数が4つの場合、従来技術では、復元不可のパターン数は2025通りであるのに対して、第1実施形態における復元不可のパターン数は1305通りとなり、第2実施形態における復元不可のパターン数は747通りとなる。すなわち、第1実施形態によれば、復元不可のパターン数を、従来技術に比べて約64%まで低減することができ、第2実施形態によれば、復元不可のパターン数を、従来技術に比べて約37%まで低減することができる。また、損失パケット数が5以上の場合でも、各実施形態において、損失パケット数が4つの場合とそれぞれ同一の低減率を得ることができる。すなわち、第1及び第2実施形態によれば、送受信パケット量をほとんど増加させることなく、損失されたメディアパケット40の復元率を大幅に向上させることができる。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、上述の第1及び第2の実施形態と同一の構成及び機能を有する箇所については同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。また、本実施形態においても、第1及び第2の実施形態と同様、サーバ10とTV20とで誤り訂正システム100が構成されており、以下の説明では、サーバ10及びTV20の動作を中心に説明する。
同図においては、メディアパケット40は10行×10列に構築されるものとする。したがって、[i]には0〜9が代入される。
次に、FEC処理部23は、ecol[0]=1としてカウントされたメディアパケットp13を、図15(b)に示すように、メディアパケットp01、p05、p09及び列方向のFECパケットc1をXOR演算することで復元する。
次に、FEC処理部23は、erow[2]=1としてカウントされたメディアパケットp10を、図15(c)に示すように、メディアパケットp09、p11、p12及び行方向のFECパケットr3をXOR演算することで復元する。
そして、FEC処理部23は、erow[3]=1としてカウントされたメディアパケットp14を、図15(d)に示すように、メディアパケットp13、p15、p16及び行方向のFECパケットr4をXOR演算することで復元する。
本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
同図に示すように、TV20のCPUは、例えば操作入力部に対するユーザ操作の入力に応じて、ディスプレイ28にFEC機能設定画面160を表示させる。このFEC機能設定画面においては、FEC機能のON/OFFを設定するためのラジオボタン161と、FEC機能のONにした場合にFEC機能のレベルを設定するためのラジオボタン162とが表示される。
同図に示すように、まず、サーバ10は、RTCPにおけるSR(Sender Report)パケットをTV20へ送信する(ステップ171)。このSRパケットには、例えば送信元であるサーバ10のこれまでの送信パケットの総数等の送信状態が記述される。TV20は、このSRパケットの受信に応じて、RR(Receiver Report)パケットを生成してサーバ10へ送信する(ステップ172)。このRRパケットには、上記SRパケットから得られるパケット損失率、これまでの累積パケット損失数、直前に受信したSRパケットの到着間隔のジッタ、直前に受信したSRパケットの受信から当該RRパケットの送信までの遅延時間等が記述される。続けて、TV20は、コンテンツのストリーミング要求信号をサーバ10へ送信する(ステップ173)。なお、ストリーミング要求信号の送信のタイミングで輻輳情報を送信するようにしても構わない。
具体的には、サーバ10のFEC処理部15は、輻輳度の高い順に例えば3つのレベル(レベル1〜3)を設定しておき、上記輻輳情報により輻輳度が例えばレベル1であると判断された場合には、行方向及び列方向のFECパケット50に加えて上記第3実施形態で示した斜め方向のブロック毎の複数のFECパケット50を生成し、レベル2であると判断された場合には、行方向及び列方向のFECパケット50に加えて上記第1実施形態で示した斜めA1方向の1つのFECパケット50を生成し、レベル3であると判断された場合には、従来のPro-MPEG 2D FECにおける行方向及び列方向のみのFECパケット50を生成する。なお、このとき、FECパケット50のFECヘッダ54には、FECパケット50の上記レベルを示す情報も記述されるようにする。そして、サーバ10は、この生成されたFECパケット50及びメディアパケット40をTV20へ送信する(ステップ175)。
11…ビデオTSエンコーダ
12…オーディオTSエンコーダ
13…MUX
14、24…RTP処理部
15、23…FEC処理部
16、22…UDP処理部
17、21…ネットワークインタフェース
20…テレビジョン装置(TV)
25…DEMUX
26…ビデオTSデコーダ
27…オーディオTSデコーダ
28…ディスプレイ
29…スピーカ
30…ネットワーク
40…メディアパケット
50…FECパケット
100…誤り訂正システム
160…FEC機能設定画面
Claims (7)
- ネットワークを介して接続された受信装置から、前記ネットワークの輻輳状況を示す輻輳情報を受信する受信手段と、
複数の行及び列に構成された複数のデータパケットに、前記行毎及び列毎にそれぞれ所定の演算処理を施して第1の誤り訂正パケットを生成可能であり、かつ、前記各行及び各列をまたがる第1の斜め方向に存在する複数の第1のデータパケットと、前記第1の斜め方向に直交する第2の斜め方向に存在する複数の第2のデータパケットとにそれぞれ前記所定の演算処理を施して、それぞれ第2の誤り訂正パケットを生成可能であり、前記輻輳情報に基づいて、前記データパケットに前記第1の誤り訂正パケットのみを付加して送信する第1のレベルと、前記データパケットに前記第1の誤り訂正パケット及び前記第2の誤り訂正パケットを付加して送信する第2のレベルとを設定可能な生成手段と、
前記各データパケットと、前記生成された第1及び第2の誤り訂正パケットとを、前記設定されているレベルを示すレベル情報とともに前記受信装置へ送信可能な送信手段と
を具備する送信装置。 - ネットワークを介して送信装置と接続された受信装置であって、
複数のデータパケットと、複数の行及び列に構成された前記各データパケットに前記行毎及び列毎にそれぞれ所定の演算処理が施されて生成された第1の誤り訂正パケットと、前記各行及び各列をまたがる第1の斜め方向に存在する複数の第1のデータパケットと、前記第1の斜め方向に直交する第2の斜め方向に存在する複数の第2のデータパケットとにそれぞれ前記所定の演算処理が施されてそれぞれ生成された第2の誤り訂正パケットとを前記送信装置から受信可能であり、かつ、前記送信装置において、前記データパケットに前記第1の誤り訂正パケットのみを付加して送信する第1のレベルと、前記データパケットに前記第1の誤り訂正パケット及び前記第2の誤り訂正パケットを付加して送信する第2のレベルとのいずれが設定されているかを示すレベル情報を前記送信装置から受信可能な受信手段と、
前記データパケットの受信前に前記送信装置から受信された所定のパケットの受信状況を基に、前記ネットワークの輻輳状況を示す輻輳情報を生成する生成手段と、
前記生成された輻輳情報を前記送信装置へ送信する送信手段と、
前記各データパケットのうち損失された損失データパケットを特定する特定手段と、
前記特定された損失データパケットを、前記レベル情報により示されるレベルに応じて、前記第1及び第2の誤り訂正パケットのうち少なくとも一方を用いて復元する復元手段と
を具備する受信装置。 - 請求項2に記載の受信装置であって、
前記復元手段は、
前記受信された各データパケットを前記各行及び各列に構成する手段と、
前記各行方向、各列方向及び斜め方向における前記損失データパケットの数をそれぞれ検出する手段と、
前記各行方向または各列方向において検出された前記数が1つである場合に、当該各行方向または各列方向における前記損失データパケット以外のデータパケットと前記第1の誤り訂正パケットとに前記所定の演算処理を施して前記損失データパケットを復元する手段と、
前記斜め方向において検出された前記数が1つである場合に、当該斜め方向における前記損失データパケット以外のデータパケットと前記第2の誤り訂正パケットとに前記所定の演算処理を施して前記損失データパケットを復元する手段と
を有する受信装置。 - 請求項3に記載の受信装置であって、
前記第1及び第2の誤り訂正パケットを用いて前記損失データパケットを復元する第1のモードと、前記第1の誤り訂正パケットを用いて前記損失データパケットを復元する第2のモードと、前記損失データパケットを復元しない第3のモードのいずれかを選択するユーザの操作を入力する入力手段と、
前記入力に応じて前記第1乃至第3のモードのいずれかを設定する設定手段と
を更に具備する受信装置。 - ネットワークを介して接続された受信装置から、前記ネットワークの輻輳状況を示す輻輳情報を受信する受信手段と、
複数の行及び列に構成された複数のデータパケットに、前記行毎及び列毎にそれぞれ所定の演算処理を施して第1の誤り訂正パケットを生成可能であり、かつ、前記各行及び各列をまたがる第1の斜め方向に存在する複数の第1のデータパケットと、前記第1の斜め方向に直交する第2の斜め方向に存在する複数の第2のデータパケットとにそれぞれ前記所定の演算処理を施して、それぞれ第2の誤り訂正パケットを生成可能であり、前記輻輳情報に基づいて、前記データパケットに前記第1の誤り訂正パケットのみを付加して送信する第1のレベルと、前記データパケットに前記第1の誤り訂正パケット及び前記第2の誤り訂正パケットを付加して送信する第2のレベルとを設定可能な生成手段と、
前記各データパケットと、前記生成された第1及び第2の誤り訂正パケットとを、前記設定されているレベルを示すレベル情報とともに前記受信装置へ送信可能な送信手段と
を有する送信装置と、
前記送信された各データパケットと、前記第1及び第2の誤り訂正パケットと、前記レベル情報とを前記送信装置から受信可能な受信手段と、
前記データパケットの受信前に前記送信装置から受信された所定のパケットの受信状況を基に、前記ネットワークの輻輳状況を示す輻輳情報を生成する生成手段と、
前記生成された輻輳情報を前記送信装置へ送信する送信手段と、
前記各データパケットのうち損失された損失データパケットを特定する特定手段と、
前記特定された損失データパケットを、前記レベル情報により示されるレベルに応じて、前記第1及び第2の誤り訂正パケットのうち少なくとも一方を用いて復元する復元手段と
を有する受信装置と
を具備する誤り訂正システム。 - ネットワークを介して接続された受信装置から、前記ネットワークの輻輳状況を示す輻輳情報を受信し、
前記輻輳情報に基づいて、複数の行及び列に構成された複数のデータパケットに、前記行毎及び列毎にそれぞれ所定の演算処理を施して第1の誤り訂正パケットを生成して、前記データパケットに当該第1の誤り訂正パケットを付加して送信する第1のレベルと、前記各行及び各列をまたがる第1の斜め方向に存在する複数の第1のデータパケットと、前記第1の斜め方向に直交する第2の斜め方向に存在する複数の第2のデータパケットとにそれぞれ前記所定の演算処理を施して、それぞれ第2の誤り訂正パケットを生成して、前記データパケットに前記第1の誤り訂正パケット及び前記第2の誤り訂正パケットを付加して送信する第2のレベルとのいずれかを設定し、
前記設定されたレベルに基づいて、前記各データパケットと、前記生成された第1及び第2の誤り訂正パケットとを生成し、
前記生成された第1及び第2の誤り訂正パケットを、前記設定されているレベルを示すレベル情報とともに前記受信装置へ送信する
送信方法。 - 複数のデータパケットと、複数の行及び列に構成された前記各データパケットに前記行毎及び列毎にそれぞれ所定の演算処理が施されて生成された第1の誤り訂正パケットと、前記各行及び各列をまたがる第1の斜め方向に存在する複数の第1のデータパケットと、前記第1の斜め方向に直交する第2の斜め方向に存在する複数の第2のデータパケットとにそれぞれ前記所定の演算処理が施されてそれぞれ生成された第2の誤り訂正パケットとを、ネットワークを介して接続された送信装置から受信するとともに、前記送信装置において、前記データパケットに前記第1の誤り訂正パケットのみを付加して送信する第1のレベルと、前記データパケットに前記第1の誤り訂正パケット及び前記第2の誤り訂正パケットを付加して送信する第2のレベルとのいずれが設定されているかを示すレベル情報を前記送信装置から受信し、
前記データパケットの受信前に前記送信装置から受信された所定のパケットの受信状況を基に、前記ネットワークの輻輳状況を示す輻輳情報を生成し、
前記生成された輻輳情報を前記送信装置へ送信し、
前記各データパケットのうち損失された損失データパケットを特定し、
前記特定された損失データパケットを、前記レベル情報により示されるレベルに応じて、前記第1及び第2の誤り訂正パケットのうち少なくとも一方を用いて復元する
誤り訂正方法。
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