JP4584870B2 - パケット損失特性解析装置、方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信品質推定技術に関し、特にリアルタイム系アプリケーションのユーザ体感品質に影響を与えるパケット損失特性を解析する技術に関する。

近年、パケット通信技術の飛躍的な発展に伴い、パケット網が音声や映像等のメディア（コンテンツ）を１対１あるいは多地点間で通信するリアルタイム系アプリケーションで利用されつつある。パケット網のインサービス品質管理では、このようなアプリケーションに対する品質管理も必要とされている。特にリアルタイム系アプリケーションでは、実際にアプリケーションを利用するユーザレベルでの主観的あるいは客観的な品質などのユーザ体感品質を用いた品質管理が重要視されており、ネットワーク品質からユーザ体感品質を推定する技術も提案されている（例えば、非特許文献１等参照）。

従来、発明者らは、リアルタイム系アプリケーションの主観品質を推定する技術として、例えばパケットが連続して損失するようなバースト的なパケット損失が伝送路および端末上で発生する環境を考慮した品質監視技術を提案した（例えば、特許文献１等参照）。
この技術では、パケットがバースト的に損失するバースト損失によるアプリケーションに対するユーザ体感品質評価値の低下量を推定し、この低下量に基づきネットワーク品質管理目標値を算出している。

特開２００５−２４４６０９号公報 A. Clark, "Modeling the effects of burst packet loss and recency on subjective voice quality", IP Telephony Workshop 2001, Apr. 2001 http://www.digitalfountain.com/technology/index.cfm

近年、ストリーミングなどの映像配信サービスにおいて、パケットの損失体制を強化させる技術として、ＦＥＣ機能（前方誤り訂正：Forward Error Correction／非特許文献２等参照）を用いたサービスが多く提供されている。このＦＥＣ機能を用いた場合、パケット損失が発生した際に修復を行うための情報を含むパケットが、アプリケーションパケットと並行して送信されるため、ランダムに１パケットが損失した際には、この技術により修復される可能性が高い。

図１５は、ＦＥＣ機能の効果を示す説明図であり、横軸がパケット損失率、縦軸が映像劣化検知回数である。特性６１は、損失パケット数が１であり連続して複数のパケットが損失しないランダム損失の場合を示しており、パケット損失率が低い場合にはＦＥＣ機能により損失がある程度修復され、映像劣化はあまり検知されていないことがわかる。一方、特性６２は、損失パケット数が１〜６で変動するバースト損失の場合を示しており、パケット損失が低い場合でもＦＥＣ機能により損失が修復されない場合があり、ある程度映像劣化が検知されていることがわかる。
このように、ＦＥＣ機能が適用された映像通信サービスでは、パケット損失がバースト的に発生した場合に初めて映像品質が低下する可能性が高い。

一方、アプリケーションパケットが損失しても映像劣化として知覚されない場合もある。例えば、映像を符号化して得られた各種種別のフレームをアプリケーションパケットで転送する場合、アプリケーションパケットによっては人間が知覚できないような情報を転送するものもある。
したがって、このようなランダムなパケット損失に対する損失耐性が高く、バースト的なパケット損失により初めて映像品質の低下が見られるような品質劣化特性を持つ映像通信について、バースト的なパケット損失を考慮して高い精度でユーザ体感品質を推定する場合、ＦＥＣ機能の効果が得られずに発生した映像劣化を、例えば人間が知覚できないような映像劣化などの他の映像劣化と区別する必要がある。

しかしながら、前述した従来技術では、このようなランダムなパケット損失に対する損失耐性が高く、バースト的なパケット損失により初めて映像品質の低下が見られるような品質劣化特性を持つ映像通信については考慮されておらず、バースト的なパケット損失による映像劣化を正確に判定することができないという問題点があった。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、バースト的なパケット損失による映像劣化を正確に判定することができるパケット損失特性解析装置、方法、およびプログラムを提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかるパケット損失特性解析装置は、パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間での映像通信に用いるメディア用パケットの損失特性を解析することにより、映像品質の劣化要因となるメディア用パケットのバースト的な損失を判定するためのバースト判定条件を出力するパケット損失特性解析装置であって、送信側アプリケーション端末から送信されたメディア用パケットの送信状況を示す送信側品質情報と、受信側アプリケーション端末で受信したメディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報とを取得する品質情報取得部と、受信側アプリケーション端末で再生した映像の劣化に関する評価結果を取得する品質評価取得部と、送信品質情報および受信品質情報に基づいてメディア用パケットのうち受信側アプリケーション端末で正常に受信できなかった無効パケットを判定し、任意の無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を示す仮定バースト判定条件に基づいて、所定の映像劣化判定期間内で無効パケット検出時間ごとに無効パケットから映像劣化の有無を判定する映像劣化判定部と、品質評価取得部からの映像劣化評価結果に基づいて、異なるバースト判定条件ごとに映像劣化判定部から得た映像劣化判定結果の正解率を算出し、最も高い正解率を示す仮定バースト判定条件をバースト判定条件として決定するバースト判定条件決定部とを備えている。

この際、仮定バースト判定条件として、無効パケット検出時間の期間長を規定するための仮定バースト時間と、無効パケット検出時間内に検出した無効パケット数を判定するための仮定バースト判定パケット数との組を用い、映像劣化判定部で、映像劣化判定期間内に仮定バースト時間の期間長を持つ無効パケット検出時間を連続して設け、任意の無効パケット検出時間内の無効パケットの数と仮定バースト判定パケット数との比較結果に基づいて当該無効パケット検出時間における映像劣化の有無を判定し、バースト判定条件決定部で、各種仮定バースト時間と仮定バースト判定パケット数との組からなる仮定バースト条件ごとに映像劣化判定部から得た映像劣化判定結果の正解率を算出し、最も高い正解率を示す仮定バースト時間および仮定バースト判定パケット数の組をバースト判定条件として出力するようにしてもよい。

あるいは、仮定バースト判定条件として、無効パケット検出時間の期間長を規定するための仮定バースト時間と、無効パケット検出時間内に検出した無効パケット数を判定するための仮定バースト判定パケット数との組を用い、映像劣化判定部で、任意の無効パケットの発生時点から仮定バースト時間の期間長を持つ無効パケット検出時間を設け、当該無効パケット検出時間内の無効パケットの数と仮定バースト判定パケット数との比較結果に基づいて当該無効パケット検出時間における映像劣化の有無を判定し、バースト判定条件決定部で、各種仮定バースト時間と仮定バースト判定パケット数との組からなる仮定バースト条件ごとに映像劣化判定部から得た映像劣化判定結果の正解率を算出し、最も高い正解率を示す仮定バースト時間および仮定バースト判定パケット数の組をバースト判定条件として出力するようにしてもよい。

あるいは、仮定バースト判定条件として、無効パケット検出時間の終了判定に用いる無効パケット間隔数を規定する仮定パケット密度判定量と、無効パケット検出時間内に検出した無効パケット数を判定するための仮定バースト判定パケット数との組を用い、映像劣化判定部で、任意の無効パケットの発生時点から次の無効パケットまでの無効パケット間隔数が仮定パケット密度判定量以上となった時点までを無効パケット検出時間とし、当該無効パケット検出時間内の無効パケットの数と仮定バースト判定パケット数との比較結果に基づいて当該無効パケット検出時間における映像劣化の有無を判定し、バースト判定条件決定部で、各種仮定パケット密度判定量と仮定バースト判定パケット数との組からなる仮定バースト条件ごとに映像劣化判定部から得た映像劣化判定結果の正解率を算出し、最も高い正解率を示す仮定パケット密度判定量および仮定バースト判定パケット数の組をバースト判定条件として出力するようにしてもよい。

また、バースト判定条件決定部で、映像劣化判定結果で映像劣化ありと判定された劣化時点と、映像劣化評価結果で映像劣化ありと評価された劣化時点のそれぞれについて、両者における映像劣化の検出有無を比較し、これら劣化時点における当該比較結果に応じた正解得点の合計値に基づき正解率を算出するようにしてもよい。

また、受信品質情報に基づいて前記メディア用パケットに対応する映像のフレーム種別を判定し、フレーム種別に基づいてメディア用パケットのうち映像劣化の判定対象となる判定対象パケットを選択する判定対象パケット選択部をさらに備え、映像劣化判定部で、無効パケットのうち判定対象パケットに選択された無効パケットから映像劣化の有無を判定するようにしてもよい。

また、映像劣化判定部で、送信品質情報で送信が確認されたメディア用パケットのうち受信品質情報で受信が確認されていないメディア用パケット、および受信品質情報の各メディア用パケットの到着間隔を示す遅延揺らぎ時間がアプリケーションの許容パケット遅延時間を超えるメディア用パケットを無効パケットと判定するようにしてもよい。

また、映像劣化判定部で、受信品質情報で受信確認されたメディア用パケットの送信順序と受信順序とが矛盾するメディア用パケットを無効パケットと判定するようにしてもよい。

また、本発明にかかるパケット損失特性解析方法は、パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間での映像通信に用いるメディア用パケットの損失特性を解析することにより、映像品質の劣化要因となるメディア用パケットのバースト的な損失を判定するためのバースト判定条件を出力するパケット損失特性解析装置で用いられるパケット損失特性解析方法であって、品質情報取得部により、送信側アプリケーション端末から送信されたメディア用パケットの送信状況を示す送信側品質情報と、受信側アプリケーション端末で受信したメディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報とを取得する品質情報取得ステップと、品質評価取得部により、受信側アプリケーション端末で再生した映像の劣化に関する評価結果を取得する品質評価取得ステップと、映像劣化判定部により、送信品質情報および受信品質情報に基づいてメディア用パケットのうち受信側アプリケーション端末で正常に受信できなかった無効パケットを判定し、任意の無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を示す仮定バースト判定条件に基づいて、所定の映像劣化判定期間内で無効パケット検出時間ごとに無効パケットから映像劣化の有無を判定する映像劣化判定ステップと、バースト判定条件決定部により、品質評価取得部からの映像劣化評価結果に基づいて、異なるバースト判定条件ごとに映像劣化判定部から得た映像劣化判定結果の正解率を算出し、最も高い正解率を示す仮定バースト判定条件をバースト判定条件として決定するバースト判定条件決定ステップとを備えている。

また、本発明にかかるプログラムは、パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間での映像通信に用いるメディア用パケットの損失特性を解析することにより、映像品質の劣化要因となるメディア用パケットのバースト的な損失を判定するためのバースト判定条件を算出するパケット損失特性解析装置のコンピュータに、品質情報取得部により、送信側アプリケーション端末から送信されたメディア用パケットの送信状況を示す送信側品質情報と、受信側アプリケーション端末で受信したメディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報とを取得する品質情報取得ステップと、品質評価取得部により、受信側アプリケーション端末で再生した映像の劣化に関する評価結果を取得する品質評価取得ステップと、映像劣化判定部により、送信品質情報および受信品質情報に基づいてメディア用パケットのうち受信側アプリケーション端末で正常に受信できなかった無効パケットを判定し、任意の無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を示す仮定バースト判定条件に基づいて、所定の映像劣化判定期間内で無効パケット検出時間ごとに無効パケットから映像劣化の有無を判定する映像劣化判定ステップと、バースト判定条件決定部により、品質評価取得部からの映像劣化評価結果に基づいて、異なるバースト判定条件ごとに映像劣化判定部から得た映像劣化判定結果の正解率を算出し、最も高い正解率を示す仮定バースト判定条件をバースト判定条件として決定するバースト判定条件決定ステップとを実行させる。

本発明によれば、映像劣化判定部により、送信品質情報および受信品質情報に基づいて受信側アプリケーション端末で正常に受信できなかった無効パケットが判定され、任意の無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を示す仮定バースト判定条件に基づいて、所定の映像劣化判定期間内で無効パケット検出時間ごとに無効パケットから映像劣化の有無が判定され、バースト判定条件決定部により、品質評価取得部からの映像劣化評価結果に基づいて、異なるバースト判定条件ごとに映像劣化判定部から得た映像劣化判定結果の正解率が算出され、最も高い正解率を示す仮定バースト判定条件がバースト判定条件として出力される。

これにより、ＦＥＣ機能の効果が得られずに発生した映像劣化を、例えば人間が知覚できないような映像劣化などの他の映像劣化と正確に区別するためのバースト判定条件を得ることができる。
したがって、本発明で得られたバースト判定条件に基づいて、任意の無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を判定することにより、ＦＥＣ機能の効果が得られずに発生した映像劣化の有無に応じた映像通信状態を精度よく判定することができる。

このため、例えば映像通信状態に基づいて異なる品質推定モデルを選択するなど、当該映像通信状態に応じた適切な品質推定方法を用いることができ、ランダムなパケット損失に対する損失耐性が高く、バースト的なパケット損失により初めて映像品質の低下が見られるような品質劣化特性を持つ映像通信についても精度よくユーザ体感品質を推定することが可能となる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置の構成を示すブロック図である。

パケット損失特性解析装置１は、通信機能を有する情報処理装置からなり、パケット網５を介して接続されたアプリケーション端末２（２Ａ，２Ｂ）や受信側アプリケーション端末２Ｂに設けられた通信品質評価装置３にそれぞれ接続されて、これらアプリケーション端末２間での映像通信に用いるメディア用パケットの損失特性を解析することにより、当該映像品質の劣化要因となるメディア用パケットのバースト的な損失を判定するためのバースト判定条件を出力する。

このパケット損失特性解析装置１には、主な機能部として、品質情報取得部１１、映像劣化判定部１２、品質評価取得部１４、およびバースト判定条件決定部１５が設けられている。

本実施の形態は、映像劣化判定部１２により、送信品質情報および受信品質情報に基づいてメディア用パケットのうち受信側アプリケーション端末２Ｂで正常に受信できなかった無効パケットを判定し、任意の無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を示す仮定バースト判定条件１３に基づいて、所定の映像劣化判定期間内で無効パケット検出時間ごとに無効パケットから映像劣化の有無を判定し、バースト判定条件決定部１５により、品質評価取得部１４からの映像劣化評価結果に基づいて、異なるバースト判定条件ごとに映像劣化判定部から得た映像劣化判定結果の正解率を算出し、最も高い正解率を示す仮定バースト判定条件をバースト判定条件１７として決定するようにしたものである。

パケット損失特性解析装置１の各機能部は、専用の回路部や演算処理部、さらには記憶部から構成されている。特に、演算処理部（コンピュータ）は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、周辺回路内のメモリや記憶部に格納されているプログラムを読み込んで実行することにより、上記ハードウェアとプログラムとを協働させて各機能部を実現する。記憶部は、メモリやハードディスクなどの記憶装置からなり、各機能部での処理に用いる各種処理情報を記憶する。

品質情報取得部１１は、送信側アプリケーション端末２Ａから送信されたメディア用パケットの送信状況を示す送信品質情報を送信側アプリケーション端末２Ａから取得する機能と、受信側アプリケーション端末２Ｂで受信したメディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報をアプリケーション端末２Ｂから取得する機能とを有している。なお、アプリケーション端末２（２Ａ，２Ｂ）とパケット網５と間に設けられたハブ（ＨＵＢ）やターミナルアダプタ（ＴＡＰ）などのパケット転送装置から、当該映像のメディア用パケットを収集（キャプチャ）し、これらメディア用パケットから送信品質情報および受信品質情報を取得してもよい。

取得した送信品質情報に含まれている主な品質情報としては、各送信メディア用パケットに関する、送信順序を示すシーケンス番号、映像フレーム種別、映像フレーム番号、送信パケット数、および送信フレーム数がある。また受信品質情報に含まれている主な品質情報としては、各受信メディア用パケットに関する、送信順序を示すシーケンス番号および直前メディア用パケットとの到着時刻差を示す遅延揺らぎ時間がある。

映像劣化判定部１２は、品質情報取得部１１で取得した送信品質情報および受信品質情報に基づいて送信されたメディア用パケットのうち正常に受信できなかった無効パケットを判定する機能と、任意の無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を示す仮定バースト判定条件１３に基づいて、所定の映像劣化判定期間内で無効パケット検出時間ごとに無効パケットから映像劣化の有無を判定する機能とを有している。仮定バースト判定条件１３については、予め記憶部（図示せず）に設定しておいてもよく、パケット損失特性解析処理の開始時に入力してもよい。

無効パケットとは、送信側のリアルタイム系アプリケーションから送信されたメディア（コンテンツ）のデータを含むメディア用パケットのうち、受信側のリアルタイム系アプリケーションで正常に受信できず、メディアとして再生できないパケットのことである。具体的には、送信側アプリケーション端末２Ａと受信側アプリケーション端末２Ｂとをパケット網５を介して結ぶ伝送路上で損失したパケット、受信側アプリケーションの持つ揺らぎ吸収バッファで到着間隔が調整できなかった遅着パケット、さらにはメディア用パケットの到着順序が規定されているリアルタイム系アプリケーションでメディア用パケットの到着順序が逆転したパケットなどが対象となる。

品質評価取得部１４は、受信側アプリケーション端末２Ｂに設けられた通信品質評価装置３から、受信側アプリケーション端末２Ｂで受信再生した映像に関する映像劣化評価結果を取得する機能を有している。この映像劣化評価結果としては、例えば受信側アプリケーション端末２Ｂで再生した映像から人間が知覚した映像劣化について、その映像劣化発生時刻と映像劣化発生回数とを記録した情報を用いればよい。

バースト判定条件決定部１５は、品質評価取得部１４からの映像劣化評価結果に基づいて、異なるバースト判定条件ごとに映像劣化判定部１２から得た映像劣化判定結果の正解率を算出して、記憶部に判定結果情報１６として保存する機能と、判定結果情報１６のうち最も高い正解率を示す仮定バースト判定条件を所望のバースト判定条件１７として決定する機能とを有している。

［映像劣化判定処理］
次に、図２および図３を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置での映像劣化判定処理について詳細に説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置での映像劣化判定処理を示すフローチャートである。図３は、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置での映像劣化判定動作を示す説明図である。

パケット損失特性解析装置１の映像劣化判定部１２で実行される映像劣化判定処理は、後述するようにいくつかの具体的処理方法が考えられる。
本実施の形態では、仮定バースト判定条件１３が、無効パケット検出時間の期間長を規定するための仮定バースト時間と、無効パケット検出時間内に検出した無効パケット数を判定するための仮定バースト判定パケット数との組からなり、映像劣化判定期間内に仮定バースト時間の期間長を持つ無効パケット検出時間を連続して設け、任意の無効パケット検出時間内の無効パケットの数と仮定バースト判定パケット数との比較結果に基づいて当該無効パケット検出時間における映像劣化の有無を判定する場合を例として説明する。

この際、映像劣化判定処理は、送受信アプリケーション端末２Ａ，２Ｂ間でやり取りされたメディア用パケットにより送信された映像のうち、例えば３分間程度の映像劣化判定期間ごとに実行される。また、映像劣化判定期間内に複数の無効パケット検出時間を設け、仮定バースト判定条件１３に基づいてこれら無効パケット検出時間ごとに無効パケットから映像劣化の有無を判定する。

ここでは、送信側アプリケーション端末２Ａで各フレームに符号化された映像が各メディア用パケットに格納されて送信され、パケット網５を介して受信側アプリケーション端末２Ｂで受信されて再生される場合を例として説明する。
また、送信品質情報および受信品質情報は、映像劣化判定処理を開始する前に、品質情報取得部１１により、ＲＴＣＰ ＸＲ(RTP Control Protocol)などの制御用パケットにより、アプリケーション端末２Ａ，２Ｂから取得されているものとする。

パケット損失特性解析装置１の映像劣化判定部１２は、品質情報取得部１１で取得した送信品質情報および受信品質情報に基づいて送信されたメディア用パケットのうち受信側アプリケーション端末２Ｂで正常に受信できなかった無効パケットを判定する。
この後、映像劣化判定部１２は、図２の映像劣化判定処理を実行することにより、任意の無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を示す仮定バースト判定条件１３に基づいて、所定の映像劣化判定期間内で無効パケット検出時間ごとに無効パケットから映像劣化の有無を判定する。

図２の映像劣化判定処理において、映像劣化判定部１２は、まず、記憶部から任意の仮定バースト判定条件１３を取得する（ステップ１００）。仮定バースト判定条件１３は、所望のバースト判定条件１７の候補となる情報であり、値の異なる複数の仮定バースト判定条件１３が予め記憶部に保存されている。

仮定バースト判定条件１３は、無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を規定する情報からなる。本実施の形態では、図３に示すように、無効パケット検出時間の期間長を規定する、例えば１０ｍｓ程度の値からなる仮定バースト時間と、無効パケット検出時間内に検出した無効パケット数に基づき映像劣化の有無を判定する、例えばパケット数＝３程度の値からなる仮定バースト判定パケット数との組が、仮定バースト判定条件１３として用いられている。

次に、映像劣化判定部１２は、無効パケット検出時間内で検出された無効パケット数の計数値を初期化し（ステップ１０１）、新たな無効パケット検出時間の計時を開始する（ステップ１０２）。
続いて、映像劣化判定部１２は、受信品質情報および無効パケット判定結果に基づいて、送信されたメディア用パケットのうち無効パケット検出時間内に受信側アプリケーション端末２Ｂで正常受信したパケットおよび正常受信できなかった無効パケットからなる処理パケットを時刻順に１つずつ選択する（ステップ１０３）。なお、一度選択された処理パケットが再度選択されることはない。

そして、選択した処理パケットが無効パケットであった場合にのみ（ステップ１０３：ＹＥＳ）、無効パケット数を計数し（ステップ１０４）、無効パケット検出時間が仮定バースト時間分経過するまでステップ１０３，１０４を繰り返し実行する（ステップ１０５：ＮＯ）。

一方、ステップ１０５において、無効パケット検出時間が仮定バースト時間分経過した場合（ステップ１０５：ＹＥＳ）、無効パケット数と仮定バースト判定パケット数とを比較する（ステップ１０６）。
ここで、無効パケット数が仮定バースト判定パケット数以上であった場合にのみ（ステップ１０６：ＹＥＳ）、当該無効パケット検出時間において映像劣化ありと判定し、これまでに計数した映像劣化検出回数を１つ増やすとともに、当該無効パケット検出期間の開始時刻を映像劣化発生時刻として記憶部へ保存する（ステップ１０７）。

この後、映像劣化判定期間が終了していない場合は（ステップ１０８：ＮＯ）、ステップ１０１へ戻って次の無効パケット検出時間に対する映像結果判定処理を繰り返し実行し、映像劣化判定期間の終了に応じて（ステップ１０８：ＹＥＳ）、一連の映像劣化判定処理を終了する。

図３の例では、最初の無効パケット検出時間内では２つの無効パケットが検出されたものの、この無効パケット数「２」は仮定バースト判定パケット数「３」よりも小さいため、映像劣化なしと判定される。一方、次の無効パケット検出時間内では４つの無効パケットが検出され、この無効パケット数「４」は仮定バースト判定パケット数「３」以上であるため、映像劣化ありと判定される。

このように、本実施の形態では、仮定バースト判定条件１３として、無効パケット検出時間の期間長を規定するための仮定バースト時間と、無効パケット検出時間内に検出した無効パケット数を判定するための仮定バースト判定パケット数との組を用い、映像劣化判定部１２により、映像劣化判定期間内に仮定バースト時間の期間長を持つ無効パケット検出時間を連続して設け、任意の無効パケット検出時間内の無効パケットの数と仮定バースト判定パケット数との比較結果に基づいて当該無効パケット検出時間における映像劣化の有無を判定するようにしたので、パケット数を計数比較するという簡素な処理で映像劣化の有無を判定できる。また、映像劣化判定期間について平均的な映像劣化判定結果を得ることができる。

［第１の実施の形態の動作］
次に、図４〜図６を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置の動作について説明する。図４は、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置でのパケット損失特性解析処理を示すフローチャートである。図５は、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置の正解率算出動作を示す説明図である。図６は、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置のバースト条件決定動作を示す説明図である。

ここでは、送信側アプリケーション端末２Ａで各フレームに符号化された映像が各メディア用パケットに格納されて送信され、パケット網５を介して受信側アプリケーション端末２Ｂで受信されて再生される場合を例として説明する。なお、パケット網５としては、パケットのパケット損失率、損失パターン、遅延揺らぎなどのネットワーク特性を任意に変更できるパケット網エミュレータを用いてもよい。これにより、パケット網５に対して各種ネットワーク特性を容易に設定でき、任意のパケット挙動特性下におけるパケット損失特性を容易に解析できる。

パケット損失特性解析装置１の品質情報取得部１１は、ＲＴＣＰ ＸＲ(RTP Control Protocol)などの制御用パケットで送信された送信品質情報および受信品質情報を、アプリケーション端末２Ａ，２Ｂから受信して取得する（ステップ１１０）。なお、アプリケーション端末２Ａ，２Ｂとパケット網５と間に設けられたハブ（ＨＵＢ）やターミナルアダプタ（ＴＡＰ）などのパケット転送装置から、品質情報取得部１１により、当該映像のメディア用パケットを収集（キャプチャ）し、これらメディア用パケットから送信品質情報および受信品質情報を取得してもよい。

取得した送信品質情報に含まれている主な品質情報としては、各送信メディア用パケットに関する、送信順序を示すシーケンス番号、映像フレーム種別、映像フレーム番号、送信パケット数、および送信フレーム数がある。また受信品質情報に含まれている主な品質情報としては、各受信メディア用パケットに関する、送信順序を示すシーケンス番号および直前メディア用パケットとの到着時刻差を示す遅延揺らぎ時間がある。

一方、品質評価取得部１４は、受信側アプリケーション端末２Ｂに設けられた通信品質評価装置３から、受信側アプリケーション端末２Ｂで受信再生した当該映像に関する映像劣化評価結果を取得する（ステップ１１１）。

次に、映像劣化判定部１２は、品質情報取得部１１で取得した送信品質情報および受信品質情報に基づいて、送信側アプリケーション端末２Ａから送信されたメディア用パケットのうち、受信側アプリケーション端末２Ｂで正常に受信できなかった無効パケットを判定する（ステップ１１２）。

続いて、映像劣化判定部１２は、前述した図２の映像劣化判定処理を実行して、任意の無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を示す仮定バースト判定条件１３に基づいて、所定の映像劣化判定期間内で無効パケット検出時間ごとに無効パケットから映像劣化の有無を判定し、映像劣化判定結果として映像劣化発生時刻と映像劣化検出回数を出力する（ステップ１１３）。

その後、バースト判定条件決定部１５は、品質評価取得部１４からの映像劣化評価結果に基づいて、異なるバースト判定条件ごとに映像劣化判定部１２から得た映像劣化判定結果の正解率を算出して、記憶部に判定結果情報１６として保存する（ステップ１１４）。
この際、バースト判定条件決定部１５では、映像劣化評価結果と映像劣化判定結果について、それぞれの映像劣化検出時刻と映像劣化検出回数を比較し、それぞれの映像劣化について正解得点を求める。

例えば図５に示すように、映像劣化評価結果と映像劣化判定結果の双方で同時刻に映像劣化が検出されていれば「正解」と判断して正解得点を「＋１」とし、映像劣化評価結果で映像劣化が検出されていない時刻に映像劣化判定結果で映像劣化が検出された場合は「誤検出」と判断して正解得点を「−１」とし、映像劣化評価結果で映像劣化が検出された時刻に映像劣化判定結果で映像劣化が検出されていない場合は「未検出」と判断して正解得点を「０」とする。

そして、これら正解得点を合計し、その合計を映像劣化判定結果の映像劣化検出回数で除算して平均値を求めることにより正解率を算出する。図５の例では、「正解」が２つ、「誤検出」が１つ、「未検出」が１つであることから、正解得点合計＝１−１＋０＋１＝１となり、これを映像結果検出回数＝３で除算することにより、正解率＝１／３＝０．３３３が求められる。

バースト判定条件決定部１５は、このようにして、異なるバースト判定条件ごとに求めた正解率からなる判定結果情報１６のうち、図６に示すように、最も高い正解率を示す仮定バースト判定条件を所望のバースト判定条件１７として決定して、記憶部あるいは装置外部へ出力し（ステップ１１５）、一連のパケット損失特性解析処理を終了する。

このように、本実施の形態は、映像劣化判定部１２により、送信品質情報および受信品質情報に基づいてメディア用パケットのうち正常に受信できなかった無効パケットを判定し、任意の無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を示す仮定バースト判定条件１３に基づいて、所定の映像劣化判定期間内で無効パケット検出時間ごとに無効パケットから映像劣化の有無を判定し、バースト判定条件決定部１５により、品質評価取得部１４からの映像劣化評価結果に基づいて、異なるバースト判定条件ごとに映像劣化判定部から得た映像劣化判定結果の正解率を算出し、最も高い正解率を示す仮定バースト判定条件をバースト判定条件１７として決定する

これにより、ＦＥＣ機能の効果が得られずに発生した映像劣化を、例えば人間が知覚できないような映像劣化などの他の映像劣化と正確に区別するためのバースト判定条件を得ることができる。
したがって、本発明で得られたバースト判定条件に基づいて、任意の無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を判定することにより、ＦＥＣ機能の効果が得られずに発生した映像劣化の有無に応じた映像通信状態を精度よく判定することができる。

このため、例えば映像通信状態に基づいて異なる品質推定モデルを選択するなど、当該映像通信状態に応じた適切な品質推定方法を用いることができ、ランダムなパケット損失に対する損失耐性が高く、バースト的なパケット損失により初めて映像品質の低下が見られるような品質劣化特性を持つ映像通信についても精度よくユーザ体感品質を推定することが可能となる。

また、本実施の形態では、仮定バースト判定条件として、無効パケット検出時間の期間長を規定するための仮定バースト時間と、無効パケット検出時間内に検出した無効パケット数を判定するための仮定バースト判定パケット数との組を用い、映像劣化判定部１２により、映像劣化判定期間内に仮定バースト時間の期間長を持つ無効パケット検出時間を連続して設け、任意の無効パケット検出時間内の無効パケットの数と仮定バースト判定パケット数との比較結果に基づいて当該無効パケット検出時間における映像劣化の有無を判定するようにしたので、パケット数を計数比較するという簡素な処理で映像劣化の有無を判定できる。また、映像劣化判定期間について平均的な映像劣化判定結果を得ることができる。

また、本実施の形態では、バースト判定条件決定部１５により、映像劣化判定結果で映像劣化ありと判定された劣化時点と、映像劣化評価結果で映像劣化ありと評価された劣化時点のそれぞれについて、両者における映像劣化の検出有無を比較し、これら劣化時点における当該比較結果に応じた正解得点の合計値に基づき正解率を算出するようにしたので、異なるバースト判定条件ごとに得られた映像劣化判定結果を、簡素な処理で容易かつ正確に比較評価することができる。

［第２の実施の形態］
次に、図７および図８を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置について説明する。図７は、本発明の第２の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置での映像劣化判定処理を示すフローチャートである。図８は、本発明の第２の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置での映像劣化判定動作を示す説明図である。

第１の実施の形態では、パケット損失特性解析装置１の映像劣化判定処理として、映像劣化判定期間内に連続して無効パケット検出時間を設けた場合を例として説明した。本実施の形態では、映像劣化判定期間内に任意の無効パケットを先頭として無効パケット検出時間を設けた場合を例として説明する。なお、本実施の形態は、映像劣化判定部１２での映像劣化判定処理が変更されるだけで、パケット損失特性解析装置１の構成については第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。

本実施の形態では、仮定バースト判定条件として、無効パケット検出時間の期間長を規定するための仮定バースト時間と、無効パケット検出時間内に検出した無効パケット数を判定するための仮定バースト判定パケット数との組を用いる。
映像劣化判定部１２は、任意の無効パケットの発生時点から、例えば３分間程度の仮定バースト時間の期間長を持つ無効パケット検出時間を設け、当該無効パケット検出時間内の無効パケットの数と仮定バースト判定パケット数との比較結果に基づいて当該無効パケット検出時間における映像劣化の有無を判定する。

［第２の実施の形態の動作］
図７の映像劣化判定処理において、映像劣化判定部１２は、まず、記憶部から任意の仮定バースト判定条件１３を取得する（ステップ１２０）。仮定バースト判定条件１３は、所望のバースト判定条件１７の候補となる情報であり、値の異なる複数の仮定バースト判定条件１３が予め記憶部に保存されている。

仮定バースト判定条件１３は、無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を規定する情報からなる。本実施の形態では、図８に示すように、無効パケット検出時間の期間長を規定する、例えば１０ｍｓ程度の値からなる仮定バースト時間と、無効パケット検出時間内に検出した無効パケット数に基づき映像劣化の有無を判定する、例えばパケット数３程度の値からなる仮定バースト判定パケット数との組が、仮定バースト判定条件１３として用いられている。

次に、映像劣化判定部１２は、無効パケット検出時間内で検出された無効パケット数の計数値を初期化する（ステップ１２１）。
続いて、映像劣化判定部１２は、受信品質情報および無効パケット判定結果に基づいて、送信されたメディア用パケットのうち無効パケット検出時間内に受信側アプリケーション端末２Ｂで正常受信したパケットおよび正常受信できなかった無効パケットからなる処理パケットを時刻順に１つずつ選択する。なお、一度選択された処理パケットが再度選択されることはない。

そして、選択した処理パケットが無効パケットであった場合にのみ（ステップ１２２：ＹＥＳ）、無効パケット数を計数する（ステップ１２３）。この際、無効パケット数が「１」の場合にのみ（ステップ１２４：ＹＥＳ）、新たな無効パケット検出時間の計時を開始する（ステップ１２５）。
映像劣化判定部１２は、このようにして、無効パケット検出時間が仮定バースト時間分経過するまでステップ１２２〜１２５を繰り返し実行する（ステップ１２６：ＮＯ）。

一方、ステップ１２６において、無効パケット検出時間が仮定バースト時間分経過した場合（ステップ１２６：ＹＥＳ）、無効パケット数と仮定バースト判定パケット数とを比較する（ステップ１２７）。
ここで、無効パケット数が仮定バースト判定パケット数以上であった場合にのみ（ステップ１２７：ＹＥＳ）、当該無効パケット検出時間において映像劣化ありと判定し、これまでに計数した映像劣化検出回数を１つ増やすとともに、当該無効パケット検出期間の開始時刻を映像劣化発生時刻として記憶部へ保存する（ステップ１２８）。

この後、映像劣化判定期間が終了していない場合は（ステップ１２９：ＮＯ）、ステップ１２１へ戻って次の無効パケット検出時間に対する映像結果判定処理を繰り返し実行し、映像劣化判定期間の終了に応じて（ステップ１２９：ＹＥＳ）、一連の映像劣化判定処理を終了する。

図８の例では、最初の無効パケット検出時間内では２つの無効パケットが検出されたものの、この無効パケット数「２」は仮定バースト判定パケット数「Ｔ＝３」よりも小さいため、映像劣化なしと判定される。一方、次の無効パケット検出時間内では４つの無効パケットが検出され、この無効パケット数「４」は仮定バースト判定パケット数「Ｔ＝３」以上であるため、映像劣化ありと判定される。

このように、本実施の形態では、仮定バースト判定条件１３として、無効パケット検出時間の期間長を規定するための仮定バースト時間と、無効パケット検出時間内に検出した無効パケット数を判定するための仮定バースト判定パケット数との組を用い、映像劣化判定部１２により、任意の無効パケットの発生時点から仮定バースト時間の期間長を持つ無効パケット検出時間を設け、当該無効パケット検出時間内の無効パケットの数と仮定バースト判定パケット数との比較結果に基づいて当該無効パケット検出時間における映像劣化の有無を判定するようにしたので、パケット数を計数比較するという簡素な処理で映像劣化の有無を判定できる。

また、固定長の無効パケット検出時間が、必ず無効パケットを先頭として設けられるため、無効パケット検出時間を連続無効パケットの発生する区間に効率よく設定することができ、高い精度で映像劣化判定を行うことができる。

［第３の実施の形態］
次に、図９および図１０を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置について説明する。図９は、本発明の第３の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置での映像劣化判定処理を示すフローチャートである。図１０は、本発明の第３の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置での映像劣化判定動作を示す説明図である。

第１の実施の形態では、パケット損失特性解析装置１の映像劣化判定処理として、映像劣化判定期間内に連続して無効パケット検出時間を設けた場合を例として説明した。本実施の形態では、映像劣化判定期間内に、任意の無効パケットの発生時点から次の無効パケットまでの無効パケット間隔数が仮定パケット密度判定量以上となった時点までを無効パケット検出時間として設けた場合を例として説明する。なお、本実施の形態は、映像劣化判定部１２での映像劣化判定処理が変更されるだけで、パケット損失特性解析装置１の構成については第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。

本実施の形態では、仮定バースト判定条件として、無効パケット検出時間の終了判定に用いる無効パケット間隔数を規定する仮定パケット密度判定量と、無効パケット検出時間内に検出した無効パケット数を判定するための仮定バースト判定パケット数との組を用いる。
映像劣化判定部１２は、任意の無効パケットの発生時点から次の無効パケットまでの無効パケット間隔数が仮定パケット密度判定量以上となった時点までの期間長を持つ無効パケット検出時間を設け、当該無効パケット検出時間内の無効パケットの数と仮定バースト判定パケット数との比較結果に基づいて当該無効パケット検出時間における映像劣化の有無を判定する。

［第３の実施の形態の動作］
図９の映像劣化判定処理において、映像劣化判定部１２は、まず、記憶部から任意の仮定バースト判定条件１３を取得する（ステップ１４０）。仮定バースト判定条件１３は、所望のバースト判定条件１７の候補となる情報であり、値の異なる複数の仮定バースト判定条件１３が予め記憶部に保存されている。

仮定バースト判定条件１３は、無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を規定する情報からなる。本実施の形態では、図１０に示すように、無効パケット検出時間の終了判定に用いる無効パケット間隔数を規定する仮定パケット密度判定量と、無効パケット検出時間内に検出した無効パケット数に基づき映像劣化の有無を判定する、例えばパケット数３程度の値からなる仮定バースト判定パケット数との組が、仮定バースト判定条件１３として用いられている。

次に、映像劣化判定部１２は、無効パケット検出時間内で検出された無効パケット数の計数値を初期化する（ステップ１４１）。
続いて、映像劣化判定部１２は、受信品質情報および無効パケット判定結果に基づいて、送信されたメディア用パケットのうち無効パケット検出時間内に受信側アプリケーション端末２Ｂで正常受信したパケットおよび正常受信できなかった無効パケットからなる処理パケットを時刻順に１つずつ選択する。なお、一度選択された処理パケットが再度選択されることはない。

そして、選択した処理パケットが無効パケットであった場合にのみ（ステップ１４２：ＹＥＳ）、無効パケット数を計数する（ステップ１４３）。この際、無効パケット数が「１」の場合にのみ（ステップ１４４：ＹＥＳ）、新たな無効パケット検出時間の計時を開始して（ステップ１４５）、無効パケット間隔数を初期化する（ステップ１４６）。

また、ステップ１４２において、選択した処理パケットが無効パケットではない場合（ステップ１４２：ＮＯ）、およびステップ１４４において無効パケット数が「１」ではない場合（ステップ１４４：ＮＯ）には、無効パケット間隔数を１つ増やす（ステップ１４７）。
映像劣化判定部１２は、このようにして、無効パケット間隔数が仮定パケット密度判定量以上となるまでステップ１４２〜１４７を繰り返し実行する（ステップ１４８：ＮＯ）。

一方、ステップ１４８において、無効パケット間隔数が仮定パケット密度判定量以上となった場合（ステップ１４８：ＹＥＳ）、無効パケット数と仮定バースト判定パケット数とを比較する（ステップ１４９）。
ここで、無効パケット数が仮定バースト判定パケット数以上であった場合にのみ（ステップ１４９：ＹＥＳ）、当該無効パケット検出時間において映像劣化ありと判定し、これまでに計数した映像劣化検出回数を１つ増やすとともに、当該無効パケット検出期間の開始時刻を映像劣化発生時刻として記憶部へ保存する（ステップ１５０）。

この後、映像劣化判定期間が終了していない場合は（ステップ１５１：ＮＯ）、ステップ１４１へ戻って次の無効パケット検出時間に対する映像結果判定処理を繰り返し実行し、映像劣化判定期間の終了に応じて（ステップ１５１：ＹＥＳ）、一連の映像劣化判定処理を終了する。

図１０の例では、最初の無効パケット検出時間内では、次の無効パケットまでの無効パケット間隔数が仮定パケット密度判定量「Ｘ＝５」となって無効パケット検出時間が終了した時点までに、１つの無効パケットしか検出されず、この無効パケット数「１」は仮定バースト判定パケット数「Ｔ＝３」よりも小さいため、映像劣化なしと判定される。一方、次の無効パケット検出時間内では、次の無効パケットまでの無効パケット間隔数がそれぞれ「１」，「１」，「０」と続き、最後の無効パケット間隔数が仮定パケット密度判定量「Ｘ＝５」となって無効パケット検出時間が終了する。この間、合わせて４つの無効パケットが検出され、この無効パケット数「４」は仮定バースト判定パケット数「Ｔ＝３」以上であるため、映像劣化ありと判定される。

このように、本実施の形態では、仮定バースト判定条件１３として、無効パケット検出時間の終了判定に用いる無効パケット間隔数を規定する仮定パケット密度判定量と、無効パケット検出時間内に検出した無効パケット数を判定するための仮定バースト判定パケット数との組を用い、映像劣化判定部１２により、任意の無効パケットの発生時点から次の無効パケットまでの無効パケット間隔数が仮定パケット密度判定量以上となった時点までを無効パケット検出時間とし、当該無効パケット検出時間内の無効パケットの数と仮定バースト判定パケット数との比較結果に基づいて当該無効パケット検出時間における映像劣化の有無を判定するようにしたので、パケット数を計数比較するという簡素な処理で映像劣化の有無を判定できる。

また、無効パケット検出時間の終了時点を無効パケット間隔数で判定するようにしたので、無効パケットの発生状況に応じた可変長の無効パケット検出時間を設定することができる。これにより、固定長の無効パケット検出時間を用いる場合と比較して、映像劣化として知覚される可能性が高い連続無効パケットを、１つのまとまりとして映像劣化の判定を行うことができ、極めて高い精度で映像劣化判定を行うことができる。

［第４の実施の形態］
次に、図１１および図１２を参照して、本発明の第４の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置について説明する。図１１は、本発明の第４の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置の構成を示すブロック図であり、前述した図１と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。図１２は、本発明の第４の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置での判定対象パケット選択動作を示す説明図である。

第１の実施の形態では、受信側アプリケーション端末２Ｂで正常受信されたメディア用パケットおよび無効パケットのすべてを処理パケットとして映像劣化判定処理を行う場合を例として説明した。本実施の形態では、受信側アプリケーション端末２Ｂで正常受信されたパケットおよび無効パケットのうち、それぞれのメディア用パケットに対応するフレーム種別に応じて映像劣化判定処理すべきパケットを判定対象パケットとして選択する場合について説明する。

第１の実施の形態と比較して、本実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置１には、新たな機能部として、判定対象パケット選択部１８が追加されている。なお、本実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置１における他の構成については、第１の実施の形態と同様であり、ここでの説明は省略する。

判定対象パケット選択部１８は、受信品質情報に基づいてメディア用パケットに対応するフレームのフレーム種別を判定する機能と、フレーム種別に基づいてメディア用パケットのうち映像劣化の判定対象となる判定対象パケットを選択する機能とを有している。各パケットに対応するフレーム種別については、例えば記送信品質情報に含まれる当該パケットのヘッダ情報から、対象フレームのフレーム種別を取得することができる。

一般に、映像を各種フレームに符号化する場合、当該フレームに含まれる符号化データの内容に応じて、それぞれのフレームの劣化による映像品質に対する影響は異なる。例えば、標準規格ＭＰＥＧ−２(ISO/IEC 13818)のＧＯＰ(Group Of Pictures)構成において、当該フレームに対応する画像のすべての画像データを含むＩフレームや、このＩフレームなどの過去の画像から片方向フレーム間予測符号化により生成されるＰフレームでは、劣化による映像品質に対する影響は大きい。一方、Ｉ，Ｐフレームなどの過去や未来の画像から両方向フレーム間予測符号化により生成されるＢフレームでは、劣化による映像品質に対する影響は比較的小さい。

本実施の形態は、このようなフレーム種別で異なる映像品質への影響に着目し、図１２に示すように、メディア用パケットに対応するフレームのフレーム種別を判定し、例えばＩフレームやＰフレームなど、劣化による映像品質に対する影響が大きいフレーム種別のメディア用パケットのみを、映像劣化判定処理の判定対象パケットとして選択するようにしたものである。
これにより、人間に映像劣化として知覚されうる無効パケットのみを映像劣化判定処理とすることができ、高い精度で映像劣化判定を行うことができる。

［第４の実施の形態の動作］
次に、図１３を参照して、本発明の第４の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置の動作について説明する。図１３は、本発明の第４の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置での映像劣化判定処理を示すフローチャートであり、前述した図７と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
ここでは、第２の実施の形態で説明した映像劣化判定処理に、本実施の形態を適用した場合を例として説明するが、他の実施の形態にも同様にして適用できる。

図１３の映像劣化判定処理において、映像劣化判定部１２は、まず、記憶部から任意の仮定バースト判定条件１３を取得する（ステップ１２０）。仮定バースト判定条件１３は、所望のバースト判定条件１７の候補となる情報であり、値の異なる複数の仮定バースト判定条件１３が予め記憶部に保存されている。

仮定バースト判定条件１３は、無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を規定する情報からなる。本実施の形態では、無効パケット検出時間の期間長を規定する、例えば１０ｍｓ程度の値からなる仮定バースト時間と、無効パケット検出時間内に検出した無効パケット数に基づき映像劣化の有無を判定する、例えばパケット数３程度の値からなる仮定バースト判定パケット数との組が、仮定バースト判定条件１３として用いられている。

次に、映像劣化判定部１２は、無効パケット検出時間内で検出された無効パケット数の計数値を初期化する（ステップ１２１）。
続いて、映像劣化判定部１２は、受信品質情報および無効パケット判定結果に基づいて、送信されたメディア用パケットのうち無効パケット検出時間内に受信側アプリケーション端末２Ｂで正常受信したパケットおよび正常受信できなかった無効パケットからなる処理パケットを時刻順に１つずつ選択する。なお、一度選択された処理パケットが再度選択されることはない。

そして、選択した処理パケットが無効パケットであった場合には（ステップ１２２：ＹＥＳ）、判定対象パケット選択部１８での選択結果に基づいて、当該無効パケットが判定対象パケットか否か検査し、判定対象パケットでない場合は（ステップ１３０：ＮＯ）、後述するステップ１２９へ移行する。

また、当該無効パケットが判定対象パケットである場合は（ステップ１３０：ＹＥＳ）、無効パケット数を計数する（ステップ１２３）。この際、無効パケット数が「１」の場合にのみ（ステップ１２４：ＹＥＳ）、新たな無効パケット検出時間の計時を開始する（ステップ１２５）。
映像劣化判定部１２は、このようにして、無効パケット検出時間が仮定バースト時間分経過するまでステップ１２２〜１２５を繰り返し実行する（ステップ１２６：ＮＯ）。

一方、ステップ１２６において、無効パケット検出時間が仮定バースト時間分経過した場合（ステップ１２６：ＹＥＳ）、無効パケット数と仮定バースト判定パケット数とを比較する（ステップ１２７）。
ここで、無効パケット数が仮定バースト判定パケット数以上であった場合にのみ（ステップ１２７：ＹＥＳ）、当該無効パケット検出時間において映像劣化ありと判定し、これまでに計数した映像劣化検出回数を１つ増やすとともに、当該無効パケット検出期間の開始時刻を映像劣化発生時刻として記憶部へ保存する（ステップ１２８）。

この後、映像劣化判定期間が終了していない場合は（ステップ１２９：ＮＯ）、ステップ１２１へ戻って次の無効パケット検出時間に対する映像結果判定処理を繰り返し実行し、映像劣化判定期間の終了に応じて（ステップ１２９：ＹＥＳ）、一連の映像劣化判定処理を終了する。

このように、本実施の形態は、判定対象パケット選択部１８により、受信品質情報に基づいてメディア用パケットに対応するフレームのフレーム種別を判定し、フレーム種別に基づいてメディア用パケットのうち映像劣化の判定対象となる判定対象パケットを選択し、映像劣化判定部１２により、無効パケットのうち判定対象パケットに選択された無効パケットから映像劣化の有無を判定するようにしたので、人間に映像劣化として知覚されうる無効パケットのみを映像劣化判定処理とすることができ、高い精度で映像劣化判定を行うことができる。

［第５の実施の形態］
次に、図１４を参照して、本発明の第５の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置について説明する。図１４は、本発明の第５の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置での無効パケット判定処理を示すフローチャートである。

本実施の形態では、前述した第１の実施の形態の映像劣化判定部１２における無効パケット判定処理の具体例について説明する。
映像劣化判定部１２は、まず、送信品質情報から未判定の送信メディア用パケットを任意に選択し（ステップ１６０）、そのシーケンス番号と同じメディア用パケットが受信されているか受信品質情報で確認する（ステップ１６１）。ここで、シーケンス番号と同じメディア用パケットが受信されていない場合には（ステップ１６１：ＮＯ）、当該メディア用パケットが途中の伝送路で損失した損失パケットであると判断できることから、無効パケットであると判定する（ステップ１６５）。

一方、シーケンス番号と同じメディア用パケットが受信されている場合には（ステップ１６１：ＹＥＳ）、当該送信メディア用パケットの遅延揺らぎ時間を受信品質情報で確認し、リアルタイム系アプリケーションが持つ許容遅延時間と比較する（ステップ１６２）。ここで、遅延揺らぎ時間が許容遅延時間を上回っている場合には（ステップ１６２：ＮＯ）、当該メディア用パケットが途中の伝送路や端末内で遅延して到着した遅着パケットであると判断できることから、無効パケットであると判定する（ステップ１６５）。

一方、遅延揺らぎ時間が許容遅延時間以下である場合には（ステップ１６２：ＹＥＳ）、当該リアルタイム系アプリケーションが到着順序逆転パケットを損失と見なす場合にのみ（ステップ１６３：ＹＥＳ）、かつ当該メディア用パケットの到着順とシーケンス番号とが一致するか受信品質情報により確認する。ここで、この一致が確認できず到着順序が逆転しているパケットである場合には（ステップ１６４：ＹＥＳ）、無効パケットであると判定する（ステップ１６５）。

なお、到着順序が逆転していない場合（ステップ１６４：ＮＯ）や、当該リアルタイム系アプリケーションが到着順序逆転パケットを損失と見なさない場合（ステップ１６３：ＮＯ）、当該パケットは無効パケットではないと判定する（ステップ１６６）。
このようにして、選択した送信メディア用パケットに対して無効パケット判定を行った後、無効パケット未判定の送信パケットが残っている場合には（ステップ１６７：ＹＥＳ）、前述したステップ１６０へ戻って残りの受信メディア用パケットに対する無効パケット判定を繰り返し行う。一方、すべての送信メディア用パケットに対して無効パケット判定が終了した場合（ステップ１６７：ＮＯ）、一連の無効パケット判定処理を終了する。

このように、本実施の形態では、映像劣化判定部１２により、送信品質情報で送信が確認されたメディア用パケットのうち受信品質情報で受信が確認されていないメディア用パケット、および受信品質情報の各メディア用パケットの到着時刻から得た直前メディア用パケットとの到着時刻差がアプリケーションの許容パケット遅延時間を超えるメディア用パケットを無効パケットと判定するようにしたので、途中の伝送路だけではなく遅着により損失したパケットについても無効パケットと判定することができ、受信側のリアルタイム系アプリケーションでメディアとして再生できないパケットを正確に判定できる。

また、映像劣化判定部１２により、受信品質情報で受信確認されたメディア用パケットの送信順序と受信順序とが矛盾するメディア用パケットを無効パケットと判定するようにしたので、当該リアルタイム系アプリケーションが到着順序逆転パケットを損失と見なす場合、受信側のリアルタイム系アプリケーションでメディアとして再生できないパケットをさらに正確に判定できる。

［各実施の形態の拡張］
以上の各実施の形態では、パケット損失特性解析装置１が、パケット損失特性解析処理に必要な送受信品質情報や映像劣化評価結果をアプリケーション端末２Ａ，２Ｂや通信品質評価装置３から、メディア送信時にリアルタイム（オンライン）で取得する場合を例として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、任意の計測システムで予めパケット損失特性解析処理に必要な送受信品質情報や映像劣化評価結果を計測しておき、その後（オフラインで）これらデータをパケット損失特性解析装置１に入力するようにしてもよい。

また、パケット損失特性解析装置１により、パケット損失特性解析処理に必要な送受信品質情報や映像劣化評価結果をメディア送信時にリアルタイム（オンライン）で取得する場合、送信側アプリケーション端末２Ａから送信すべき映像を選択指示する機能、パケット網エミュレータからなるパケット網５に対して所定のパケット挙動特性を指示する機能、さらには受信側アプリケーション端末２Ｂでの映像劣化を評価する機能などをパケット損失特性解析装置１に備えてもよい。

本発明の第１の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置での映像劣化判定処理を示すフローチャートである。 図２の映像劣化判定動作を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置でのパケット損失特性解析処理を示すフローチャートである。 正解率算出動作を示す説明図である。 バースト条件決定動作を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置での映像劣化判定処理を示すフローチャートである。 図７の映像劣化判定動作を示す説明図である。 本発明の第３の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置での映像劣化判定処理を示すフローチャートである。 図９の映像劣化判定動作を示す説明図である。 本発明の第４の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置の構成を示すブロック図である。 判定対象パケット選択動作を示す説明図である。 本発明の第４の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置での映像劣化判定処理を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施の形態にかかるパケット損失特性解析装置での無効パケット判定処理を示すフローチャートである。 ＦＥＣ機能の効果を示す説明図である。

符号の説明

１…パケット損失特性解析装置、１１…品質情報取得部、１２…映像劣化判定部、１３…仮定バースト判定条件、１４…品質評価取得部、１５…バースト判定条件決定部、１６…判定結果情報、１７…バースト判定条件、１８…判定対象パケット選択部、２，２Ａ，２Ｂ…アプリケーション端末、３…通信品質評価装置、５…パケット網。

Claims (10)

1. パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間での映像通信に用いるメディア用パケットの損失特性を解析することにより、映像品質の劣化要因となる前記メディア用パケットのバースト的な損失を判定するためのバースト判定条件を出力するパケット損失特性解析装置であって、
   前記送信側アプリケーション端末から送信された前記メディア用パケットの送信状況を示す送信側品質情報と、前記受信側アプリケーション端末で受信した前記メディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報とを取得する品質情報取得部と、
   前記受信側アプリケーション端末で再生した前記映像の劣化に関する評価結果を取得する品質評価取得部と、
   前記送信品質情報および前記受信品質情報に基づいて前記メディア用パケットのうち前記受信側アプリケーション端末で正常に受信できなかった無効パケットを判定し、任意の無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を示す仮定バースト判定条件に基づいて、所定の映像劣化判定期間内で無効パケット検出時間ごとに前記無効パケットから映像劣化の有無を判定する映像劣化判定部と、
   前記品質評価取得部からの映像劣化評価結果に基づいて、異なるバースト判定条件ごとに前記映像劣化判定部から得た映像劣化判定結果の正解率を算出し、最も高い正解率を示す仮定バースト判定条件を前記バースト判定条件として決定するバースト判定条件決定部と
   を備えることを特徴とするパケット損失特性解析装置。
2. 請求項１に記載のパケット損失特性解析装置において、
   前記仮定バースト判定条件は、前記無効パケット検出時間の期間長を規定するための仮定バースト時間と、前記無効パケット検出時間内に検出した無効パケット数を判定するための仮定バースト判定パケット数との組からなり、
   前記映像劣化判定部は、前記映像劣化判定期間内に前記仮定バースト時間の期間長を持つ無効パケット検出時間を連続して設け、任意の無効パケット検出時間内の無効パケットの数と前記仮定バースト判定パケット数との比較結果に基づいて当該無効パケット検出時間における映像劣化の有無を判定し、
   前記バースト判定条件決定部は、各種仮定バースト時間と仮定バースト判定パケット数との組からなる仮定バースト条件ごとに前記映像劣化判定部から得た映像劣化判定結果の正解率を算出し、最も高い正解率を示す仮定バースト時間および仮定バースト判定パケット数の組を前記バースト判定条件として出力する
   ことを特徴とするパケット損失特性解析装置。
3. 請求項１に記載のパケット損失特性解析装置において、
   前記仮定バースト判定条件は、前記無効パケット検出時間の期間長を規定するための仮定バースト時間と、前記無効パケット検出時間内に検出した無効パケット数を判定するための仮定バースト判定パケット数との組からなり、
   前記映像劣化判定部は、任意の無効パケットの発生時点から前記仮定バースト時間の期間長を持つ無効パケット検出時間を設け、当該無効パケット検出時間内の無効パケットの数と前記仮定バースト判定パケット数との比較結果に基づいて当該無効パケット検出時間における映像劣化の有無を判定し、
   前記バースト判定条件決定部は、各種仮定バースト時間と仮定バースト判定パケット数との組からなる仮定バースト条件ごとに前記映像劣化判定部から得た映像劣化判定結果の正解率を算出し、最も高い正解率を示す仮定バースト時間および仮定バースト判定パケット数の組を前記バースト判定条件として出力する
   ことを特徴とするパケット損失特性解析装置。
4. 請求項１に記載のパケット損失特性解析装置において、
   前記仮定バースト判定条件は、前記無効パケット検出時間の終了判定に用いる無効パケット間隔数を規定する仮定パケット密度判定量と、前記無効パケット検出時間内に検出した無効パケット数を判定するための仮定バースト判定パケット数との組からなり、
   前記映像劣化判定部は、任意の無効パケットの発生時点から次の無効パケットまでの無効パケット間隔数が前記仮定パケット密度判定量以上となった時点までを無効パケット検出時間とし、当該無効パケット検出時間内の無効パケットの数と前記仮定バースト判定パケット数との比較結果に基づいて当該無効パケット検出時間における映像劣化の有無を判定し、
   前記バースト判定条件決定部は、各種仮定パケット密度判定量と仮定バースト判定パケット数との組からなる仮定バースト条件ごとに前記映像劣化判定部から得た映像劣化判定結果の正解率を算出し、最も高い正解率を示す仮定パケット密度判定量および仮定バースト判定パケット数の組を前記バースト判定条件として出力する
   ことを特徴とするパケット損失特性解析装置。
5. 請求項１に記載のパケット損失特性解析装置において、
   前記バースト判定条件決定部は、前記映像劣化判定結果で映像劣化ありと判定された劣化時点と、前記映像劣化評価結果で映像劣化ありと評価された劣化時点のそれぞれについて、両者における映像劣化の検出有無を比較し、これら劣化時点における当該比較結果に応じた正解得点の合計値に基づき前記正解率を算出することを特徴とするパケット損失特性解析装置。
6. 請求項１に記載のパケット損失特性解析装置において、
   前記受信品質情報に基づいて前記メディア用パケットに対応する映像のフレーム種別を判定し、前記フレーム種別に基づいて前記メディア用パケットのうち映像劣化の判定対象となる判定対象パケットを選択する判定対象パケット選択部をさらに備え、
   前記映像劣化判定部は、前記無効パケットのうち前記判定対象パケットに選択された無効パケットから映像劣化の有無を判定する
   ことを特徴とするパケット損失特性解析装置。
7. 請求項１に記載のパケット損失特性解析装置において、
   前記映像劣化判定部は、前記送信品質情報で送信が確認されたメディア用パケットのうち前記受信品質情報で受信が確認されていないメディア用パケット、および前記受信品質情報の各メディア用パケットの到着間隔を示す遅延揺らぎ時間が前記アプリケーションの許容パケット遅延時間を超えるメディア用パケットを前記無効パケットと判定することを特徴とするパケット損失特性解析装置。
8. 請求項１に記載のパケット損失特性解析装置において、
   前記映像劣化判定部は、前記受信品質情報で受信確認されたメディア用パケットの送信順序と受信順序とが矛盾するメディア用パケットを前記無効パケットと判定することを特徴とするパケット損失特性解析装置。
9. パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間での映像通信に用いるメディア用パケットの損失特性を解析することにより、映像品質の劣化要因となる前記メディア用パケットのバースト的な損失を判定するためのバースト判定条件を出力するパケット損失特性解析装置で用いられるパケット損失特性解析方法であって、
   品質情報取得部により、前記送信側アプリケーション端末から送信された前記メディア用パケットの送信状況を示す送信側品質情報と、前記受信側アプリケーション端末で受信した前記メディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報とを取得する品質情報取得ステップと、
   品質評価取得部により、前記受信側アプリケーション端末で再生した前記映像の劣化に関する評価結果を取得する品質評価取得ステップと、
   映像劣化判定部により、前記送信品質情報および前記受信品質情報に基づいて前記メディア用パケットのうち前記受信側アプリケーション端末で正常に受信できなかった無効パケットを判定し、任意の無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を示す仮定バースト判定条件に基づいて、所定の映像劣化判定期間内で無効パケット検出時間ごとに前記無効パケットから映像劣化の有無を判定する映像劣化判定ステップと、
   バースト判定条件決定部により、前記品質評価取得部からの映像劣化評価結果に基づいて、異なるバースト判定条件ごとに前記映像劣化判定部から得た映像劣化判定結果の正解率を算出し、最も高い正解率を示す仮定バースト判定条件を前記バースト判定条件として決定するバースト判定条件決定ステップと
   を備えることを特徴とするパケット損失特性解析方法。
10. パケット網を介して接続された送信側および受信側アプリケーション端末間での映像通信に用いるメディア用パケットの損失特性を解析することにより、映像品質の劣化要因となる前記メディア用パケットのバースト的な損失を判定するためのバースト判定条件を算出するパケット損失特性解析装置のコンピュータに、
    品質情報取得部により、前記送信側アプリケーション端末から送信された前記メディア用パケットの送信状況を示す送信側品質情報と、前記受信側アプリケーション端末で受信した前記メディア用パケットの受信状況を示す受信品質情報とを取得する品質情報取得ステップと、
    品質評価取得部により、前記受信側アプリケーション端末で再生した前記映像の劣化に関する評価結果を取得する品質評価取得ステップと、
    映像劣化判定部により、前記送信品質情報および前記受信品質情報に基づいて前記メディア用パケットのうち前記受信側アプリケーション端末で正常に受信できなかった無効パケットを判定し、任意の無効パケット検出時間内における無効パケットの発生状況を示す仮定バースト判定条件に基づいて、所定の映像劣化判定期間内で無効パケット検出時間ごとに前記無効パケットから映像劣化の有無を判定する映像劣化判定ステップと、
    バースト判定条件決定部により、前記品質評価取得部からの映像劣化評価結果に基づいて、異なるバースト判定条件ごとに前記映像劣化判定部から得た映像劣化判定結果の正解率を算出し、最も高い正解率を示す仮定バースト判定条件を前記バースト判定条件として決定するバースト判定条件決定ステップと
    を実行させるプログラム。

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