JP4862744B2 - データ送信装置、データ受信装置、データ送信方法、データ受信方法、データ送信プログラム及びデータ受信プログラム - Google Patents
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遅延は受信バッファサイズ、回復率及びデータレートは、エラー訂正後のデータのロス率と対応している。
遅延は受信バッファサイズ、回復率及びデータレートは、エラー訂正後のデータのロス率と対応している。
具体的には、到着期限に制限のあるパケットを、ベストエフォート型のネットワーク経由で送信する送信装置に、以下の処理機能を搭載する技術である。
(a)損失パケットの再送を制御するパケット自動再送機能(ARQ方式)
(b)データ本体に冗長データを付加する前方誤り訂正符号化機能(FEC方式)
(c)レート制御機能
(d)レート制御機能より通知された情報と、観測されたネットワーク状態情報に基づいて、損失パケットの再送のみで達成される受信装置側の誤り訂正後ロス率が許容誤り訂正後ロス率を満たすように、データ本体に付加する冗長データの冗長度を動的に決定する冗長度決定機能
シェアードメディア(他ユーザと(帯域を)共有するメディア)における伝送レート制御により、又は帯域予約の制約により、あるいは物理ネットワークの制約により、使用可能な総伝送レートが限定される場合を想定する。ここで、総伝送レートとは、ビデオデータ本体の伝送レートと、誤り訂正パケットの伝送レートと、再送パケットの伝送レートの総和をいう。
送信装置200は、ビデオカメラその他の図示せぬ画像出力装置とビデオ入力インターフェース経由でビデオデータVinが供給される。ビデオインターフェース経由で入力されたビデオデータVinは、符号化部201において動画像圧縮処理された後、パケット化部202に送られ、RTPパケット化される。この後、ビデオデータは、FEC符号化部203において誤り訂正データが付加される。すなわち、FEC冗長符号化処理が行われる。なお、FEC冗長符号化されたビデオデータはRTP送信部204に送られ、RTPパケットとしてインターネット網に送信される。
エラー訂正処理は、「FEC処理」「ARQ処理」「冗長度決定処理」の3つの処理に分けられる。
「FEC処理」では、通信システムは、FEC方式による冗長符号化、復号化処理を実行する。また、「ARQ処理」では、ARQ方式による再送制御を実行する。また、「冗長度決定処理」では、ネットワーク状態情報とARQ再送パケット量、ビデオデータ等のデータ本体のデータレートからFECによる冗長度を決定する処理を実行する。
「FEC処理」において、送信装置200は、「冗長度決定処理」により決定された冗長度に基づく元データの冗長符号化処理を実行する。一方、受信装置300は、復号化処理を実行する。FEC冗長符号化には、例えばリードソロモン(Reed-Solomon)符号等の損失誤り訂正符号を用い、冗長符号化処理を実行する。「冗長度決定処理」からの冗長度は、(元データパケット数,冗長パケット数)という形式で指定する。
「ARQ処理」では、受信装置300から送信装置200に対し、損失パケットの再送を要求する再送要求パケット(すなわち、NACKパケット)が送信される。一方の送信装置200では、NACKパケットにより指定されたシーケンス番号の損失パケットの再送処理を実行する。
レート制御処理は、例えばIETF RFC3448「TCP Friendly Rate Control (TFRC):Protocol Specification」に従って行う。送信装置200におけるレート制御部207は、RTCP部205よりパケットロス率、RTT等のネットワーク状態情報に基づいて、データ本体、FECによる冗長パケットデータ、ARQによる再送データの総伝送レートを決定する。既知の処理方式の場合、総伝送レート情報は、符号化部201、RTP送信部204と冗長度決定部208に通知される。
「冗長度決定処理」は、送信装置200の冗長度決定部208において、レート制御部207より通知された総伝送レートと、RTCP部205より通知されるパケットロス率及びRTTと、ARQ部206より通知される再送データサイズに基づいて符号化部201に通知するビデオフレームデータサイズとFEC符号化部203に通知する冗長度を決定する。
図8において、セッション初期化後、冗長度決定部208は、最初に冗長度決定処理を終了するか否かを判定する(ステップS41)。ここで肯定結果が得られている場合、冗長度決定処理を終了する。
冗長度決定部208の採用により、送信装置200及び受信装置300を利用するユーザが手動でエラー訂正方式の設定を変更する必要がない。
また、エラー訂正に必要なデータ伝送量を最小限で済ませることができるため、その分、データ本体の伝送に多くの伝送量を割り当てることができる。例えば動画像伝送の場合には、従来に比してより高品質での画像伝送を実現できる。
本実施形態における「遅延」は、相手側装置の映像、音声が入力されたときから相手側装置に出力される時間のずれを指す。テレビ電話などのリアルタイムコミュニケーションにおいては、一般に250msec以上の遅延があると相手とのコミュニケーションのずれを感じると言われている。
遅延の詳細として、送信端末200の符号化部201、パケット化部202、FEC符号化部203、RTP送信部204の処理やバッファ遅延、伝送距離やネットワークの混雑状況、ルータなど中継機器が入ることによるネットワーク遅延、受信端末300のRTP受信部301、デパケット化部302、復号化部303の処理、バッファ遅延がある。
本実施形態における「回復率」は、エラー訂正後のロス率を示す。ここでいう「回復率」は、上記通信システム100では、エラー訂正後ビデオフレームロス率のこととする。なお、エラー訂正後パケットロス率と置き換えてもよい。もしくは、エラー訂正後のロス率を満たすFECの冗長度テーブルとする。
本実施形態における「データレート」は、映像データなどデータ本体のビットレートを指す。ビットレートが高いということはコーデックの解像度、フレームレートを高くできるため、より自然な映像にすることができる。ここでいう「データレート」とは全体の伝送レートに対する映像データなどデータ本体の伝送レートの割合をいう。全体の伝送レートはデータパケット(データ本体)、誤り訂正パケット(FEC)、再送パケット(ARQ)で構成されている。GUIに表示するデータレートと直接関連するパラメータは、エラー訂正後ロス率を満たすFECの冗長度テーブルとする。
遅延と回復率は比例の関係にある。回復率が大きいということは、ARQ、FEC、レート制御を機能させるということであり、RTP受信部301の受信バッファを生成し、さらにFECの冗長度を多く付加するということになるので、その復号処理のために遅延が大きくなる。一方、回復率とデータレートは反比例の関係にある。回復率を高く設定するとパケットロス時、同じ総伝送レートでも誤り訂正パケットの伝送レートが大きくなることによって、データレートが小さくなる。
Claims (10)
- 伝送データの通信品質に係る少なくとも遅延、回復率、データレートを含む複数のパラメータの名称及び設定内容を表示部に表示し、前記複数のパラメータの設定を選択可能なグラフィカル・ユーザ・インターフェース(以下、「GUI」と称す)部と、
前記複数のパラメータの設定とQoS機能の設定が対応づけられた設定テーブルを記憶している記憶部と、
前記GUI部により選択された前記複数のパラメータの設定に対応するQoS機能の設定を、前記設定テーブルを参照して決定するパラメータ決定部と、
前記パラメータ決定部で決定されたQoS機能の設定に基づいて、ネットワークに伝送するデータの通信品質を制御する通信制御部、を含み、
前記遅延は受信バッファサイズ、前記回復率及び前記データレートは、エラー訂正後のデータのロス率と対応している、
データ送信装置。 - 前記GUI部を通じて前記複数のパラメータから一のパラメータが設定された場合、前記パラメータ決定部は、前記設定テーブルを参照して残りのパラメータの設定を決定する
請求項1に記載のデータ送信装置。 - 前記GUI部を通じて前記複数のパラメータのうちの第1のパラメータが設定されたときに、第1のパラメータの設定内容と同じ設定を有する設定パターンが前記設定テーブルに複数存在する場合、前記パラメータ決定部は、前記GUI部を通じて前記複数のパラメータのうちの第2のパラメータの設定を受け付け、第2のパラメータを設定した後、前記設定テーブルを参照して残りのパラメータの設定を決定する
請求項2に記載のデータ送信装置。 - 伝送データの通信品質に係る少なくとも遅延、回復率、データレートを含む複数のパラメータの名称及び設定内容を表示部に表示し、前記複数のパラメータの設定を選択可能なグラフィカル・ユーザ・インターフェース(以下、「GUI」と称す)部と、
前記複数のパラメータの設定とQoS機能の設定が対応づけられた設定テーブルを記憶している記憶部と、
前記GUI部により選択された前記複数のパラメータの設定に対応するQoS機能の設定を、前記設定テーブルを参照して決定するパラメータ決定部と、
前記パラメータ決定部で決定されたQoS機能の設定に基づいて、ネットワークより受信するデータの通信品質を制御する通信制御部、を含み、
前記遅延は受信バッファサイズ、前記回復率及び前記データレートは、エラー訂正後のデータのロス率と対応している、
データ受信装置。 - 前記GUI部を通じて前記複数のパラメータから一のパラメータが設定された場合、前記パラメータ決定部は、前記設定テーブルを参照して残りのパラメータの設定を決定する、
請求項4に記載のデータ受信装置。 - 前記GUI部を通じて前記複数のパラメータのうちの第1のパラメータが設定されたときに、第1のパラメータの設定内容と同じ設定を有する設定パターンが前記設定テーブルに複数存在する場合、前記パラメータ決定部は、前記GUI部を通じて前記複数のパラメータのうちの第2のパラメータの設定を受け付け、第2のパラメータを設定した後、前記設定テーブルを参照して残りのパラメータの設定を決定する、
請求項5に記載のデータ受信装置。 - 伝送データの通信品質に係る少なくとも遅延、回復率、データレートを含む複数のパラメータの名称及び設定内容を表示部に表示するステップと、
グラフィカル・ユーザ・インターフェース(以下、「GUI」と称す)部により、前記表示部に表示された前記複数のパラメータの設定を取得するステップと、
前記GUI部により選択された前記複数のパラメータの設定に対応するQoS機能の設定を、前記複数のパラメータの設定とQoS機能の設定が対応づけられた設定テーブルを参照して決定するステップと、
前記決定されたQoS機能の設定に基づいて、ネットワークに伝送するデータの通信品質を制御するステップと、を含み、
前記遅延は受信バッファサイズ、前記回復率及び前記データレートは、エラー訂正後のデータのロス率と対応している、
データ送信方法。 - 伝送データの通信品質に係る少なくとも遅延、回復率、データレートを含む複数のパラメータの名称及び設定内容を表示部に表示するステップと、
グラフィカル・ユーザ・インターフェース(以下、「GUI」と称す)部により、前記表示部に表示された前記複数のパラメータの設定を取得するステップと、
前記GUI部により選択された前記複数のパラメータの設定に対応するQoS機能の設定を、前記複数のパラメータの設定とQoS機能の設定が対応づけられた設定テーブルを参照して決定するステップと、
前記決定されたQoS機能の設定に基づいて、ネットワークより受信するデータの通信品質を制御するステップと、を含み、
前記遅延は受信バッファサイズ、前記回復率及び前記データレートは、エラー訂正後のデータのロス率と対応している、
を含むデータ受信方法。 - 伝送データの通信品質に係る少なくとも遅延、回復率、データレートを含む複数のパラメータの名称及び設定内容を表示部に表示する手順と、
グラフィカル・ユーザ・インターフェース(以下、「GUI」と称す)部により、前記表示部に表示された前記複数のパラメータの設定を取得する手順と、
前記GUI部により選択された前記複数のパラメータの設定に対応するQoS機能の設定を、前記複数のパラメータの設定とQoS機能の設定が対応づけられた設定テーブルを参照して決定する手順と、
前記決定されたQoS機能の設定に基づいて、ネットワークに伝送するデータの通信品質を制御する手順を、を含み、
前記遅延は受信バッファサイズ、前記回復率及び前記データレートは、エラー訂正後のデータのロス率と対応している、
コンピュータに実行させるためのデータ送信プログラム。 - 伝送データの通信品質に係る少なくとも遅延、回復率、データレートを含む複数のパラメータの名称及び設定を表示部に表示する手順と、
グラフィカル・ユーザ・インターフェース(以下、「GUI」と称す)部により、前記表示部に表示された前記複数のパラメータの設定を取得する手順と、
前記GUI部により選択された前記複数のパラメータの設定に対応するQoS機能の設定を、前記複数のパラメータの設定とQoS機能の設定が対応づけられた設定テーブルを参照して決定する手順と、
前記決定されたQoS機能の設定に基づいて、ネットワークより受信するデータの通信品質を制御する手順と、を含み、
前記遅延は受信バッファサイズ、前記回復率及び前記データレートは、エラー訂正後のデータのロス率と対応している、
をコンピュータに実行させるためのデータ受信プログラム。
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