JP6451629B2 - 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム - Google Patents
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Description
1.本開示の一実施形態に係る伝送システムの概要
2.実施形態
2−1.基礎技術
2−1−1.FEC技術
2−1−2.フォーマット
2−1−3.符号化および復号化
2−2.第1の実施形態
2−2−1.概要
2−2−2.構成
2−2−3.動作処理
2−3.第2の実施形態
2−3−1.概要
2−3−2.構成
2−3−3.動作処理
3.まとめ
まず、図1を参照して、本開示の一実施形態に係る伝送システムの概要を説明する。
[2−1.基礎技術]
まず、各実施形態で共通して用いる基礎技術について説明する。
送信装置1は、パケットロス率や伝送遅延、混雑度(輻輳)等のネットワーク3の状況に応じて安定した伝送品質と高いユーザ体感品質を実現するために、QoS制御を行う。具体的には、送信装置1は、送信データをFECにより符号化する。FECとは、冗長パケットを用いた、損失パケット回復技術である。以下、図2を参照して、FECによる符号化について説明する。
図7は、本開示の一実施形態に係るRTPパケットのフォーマットを示す説明図である。より詳しくは、図7Aはメディアデータグラムのフォーマットを示し、図7BはFECデータグラムのフォーマットを示す。図7Aに示すように、メディアデータグラムは、RTPヘッダ、FECヘッダ、メディアヘッダ、およびメディアペイロードにより構成される。また、図7Bに示すように、FECデータグラムは、RTPヘッダ、FECヘッダ、およびFECペイロードにより構成される。
図8に、RTPヘッダのフォーマットを示した。図8は、本開示の一実施形態に係るRTPヘッダのフォーマットを示す説明図である。図8に示すように、本実施形態においては、RFC3550の規定に基づいたRTPヘッダを用いる。
続いて、XOR方式の場合のFECヘッダのフィールド構成について説明する。XOR方式の場合のFECヘッダは、Frame Count、FEC Type、Packet Type、FEC Block Last、L Max、D Max、L Count、D Count、およびFEC Block IDを有する。
本フィールドには、FECブロックに固有の値が格納される。FECデータグラムにおいては、同じFECブロックに属しているメディアデータグラムと同一の値が格納される。
本フィールドには、XOR方式やRS符号方式などの、使用されるFEC方式のタイプを示す値が格納される。
本フィールドには、メディアデータグラム、行単位のFECデータグラム、列単位のFECデータグラムなどの、データグラムのタイプを示す値が格納される。
本フィールドには、パターン2のFECブロックの場合、最後のメディアデータグラム、最後の行単位のFECデータグラム、および最後の列単位のFECデータグラムであることを識別するための所定のフラグ(Lastフラグ)が格納される。
本フィールドには、FECブロックが有するL列D行のメディアデータグラムの列数Lの値が格納される。パターン2のFECブロックの場合、FECブロックに含まれるメディアデータグラムの数にかかわらず、パターン1のFECブロックの場合と同一の値が格納される。
本フィールドには、FECブロックが有するL列D行のメディアデータグラムの行数Dの値が格納される。パターン2のFECブロックの場合、FECブロックに含まれるメディアデータグラムの数にかかわらず、パターン1のFECブロックの場合と同一の値が格納される。
本フィールドには、メディアデータグラムまたはFECデータグラムの行番号が格納される。具体的には、0からFECブロックに含まれるメディアデータグラム行列の列数Lまでの値が格納される。行単位のFECデータグラムの場合に値がLとなるが、パターン2の場合は異なる値が設定される場合がある。
本フィールドには、メディアデータグラムまたはFECデータグラムの列番号が格納される。具体的には、0からFECブロックに含まれるメディアデータグラム行列の行数Dまでの値が格納される。列単位のFECデータグラムの場合に値がDとなるが、パターン2の場合は異なる値が設定される場合がある。
本フィールドには、FECブロックに固有の値が格納される。本フィールドは、例えばFECブロックが生成されるたびにインクリメントする値である。
以上、XOR方式の場合のFECヘッダのフィールド構成について説明した。続いて、RS符号方式の場合のFECヘッダのフィールド構成について説明する。RS符号方式の場合のFECヘッダは、Frame Count、FEC Type、Media Datagram Number、FEC Datagram Number、およびFEC Block IDを有する。以下、XOR方式と異なるフィールドのみ説明する。
本フィールドには、属するFECブロックにおけるメディアデータグラムの総数を示す値が格納される。より詳しくは、RS(n,k)符号のk値が格納される。
本フィールドには、属するFECブロックにおけるFECデータグラムの総数を示す値が格納される。より詳しくは、RS(n,k)符号のn−k値が格納される。
まず、図9および図10を参照して、本実施形態によるXOR方式における符号化および復号化について説明する。図9は、XOR方式のFECにおけるメディアデータグラムの符号化を説明するための図である。図10は、XOR方式のFECにおけるメディアデータグラムの復号化を説明するための図である。
[2−2−1.概要]
本実施形態では、Videoのフレーム切れ目に基づいたFEC方式により、低遅延での伝送を実現する。まず、本実施形態の概要について説明する。
図13は、第1の実施形態に係る伝送システムの構成を示すブロック図である。図13に示すように、送信装置1および受信装置2は、ネットワーク3により接続されている。
図13に示すように、送信装置1は、キャプチャー11、エンコーダ12、パケタイズ部13、FEC符号化部14、およびRTP送信部15を有する。
キャプチャー11は、外部から供給されるコンテンツデータ(動画コンテンツ)を取り込む機能を有する。より具体的には、キャプチャー11は、カメラ100から供給される映像データや、マイクによる音声データ、メタデータを取り込む。キャプチャー11は、取り込んだコンテンツデータを、エンコーダ12に出力する。ここで、エンコーダ12による圧縮符号化を要しない場合(RAWデータとして送信する場合)、キャプチャー11は、取り込んだコンテンツデータを非圧縮のままパケタイズ部13に出力してもよい。
エンコーダ12は、キャプチャー11から供給されるコンテンツデータを圧縮符号化する。エンコーダ12は、圧縮符号化したデータをパケタイズ部13に出力する。
パケタイズ部13は、キャプチャー11またはエンコーダ12から供給されるデータを、RTPパケット(メディアデータグラム)にパケタイズする。また、パケタイズ部13は、フレーム単位のコンテンツデータを構成するメディアデータグラムをFEC符号化部14に入力する入力部として機能する。より具体的には、パケタイズ部13は、キャプチャー11またはエンコーダ12から供給されるデータを、フレーム区切りごとにFEC符号化部14に出力する。なお、パケタイズ部13は、フレーム区切りの他に、タイムアウトによってコンテンツデータを区切って、メディアデータグラムをFEC符号化部14に供給してもよい。
FEC符号化部14は、パケタイズ部13から供給されたパケットをFEC符号化する。FEC符号化では、パケットがXOR方式、RS符号方式等の前方誤り訂正符号により冗長符号化される。本実施形態では、パケタイズ部13は、2次元のXOR方式によりFEC符号化する。FEC符号化部14の詳細な構成について図14を参照して説明する。
分割部141は、パケタイズ部13から供給されたフレーム単位のデータ(1つ以上のメディアデータグラム)を、FECブロックの行列サイズ(所定の行列サイズ)の個数ごとのグループに分割する機能を有する。例えば、4×4の2次元の行列によるXOR方式のFEC符号化を行う場合、分割部141は、16個ごとにメディアデータグラムを分割する。分割部141は、グループごとにメディアデータグラムを配置部142に出力する。
配置部142は、FECブロックの行列サイズ以下の個数のメディアデータグラムを、横方向(第1の方向)に順番に配置することを縦方向(第2の方向)に沿って繰り返して、FECブロックの少なくとも一部に配置する機能を有する。配置部142によるメディアデータグラムの配置の一例を、図15を参照して説明する。
生成部143は、配置部142により配置された行列のひとつの行に属するメディアデータグラムごと、およびひとつの列に属するメディアデータグラムごとに、前方誤り訂正のためのFECデータグラム(冗長データグラム)を生成する機能を有する。生成部143は、ひとつの行または列に属するメディアデータグラムのXOR計算によりFECデータグラムを生成する。ここで、パターン2のグループにおけるFECデータグラムの生成について、図16を参照して説明する。
決定部144は、メディアデータグラムおよびFECデータグラムの送信順序を決定する機能を有する。より具体的には、決定部144は、メディアデータグラムを横方向(第1の方向)に順番に、次いでその方向に属するメディアデータグラムについて生成されたFECデータグラムの順に送信するよう送信順序を決定することを、縦方向(第2の方向)に沿って繰り返す。決定部144による送信順序の決定について、図17、図18を参照して説明する。
RTP送信部15は、FEC符号化部14によりFEC符号化されたRTPパケットを受信装置2に送信する。より具体的には、RTP送信部15は、メディアデータグラムおよびFEC符号化部14により生成されたFECデータグラムを、決定部144により決定された送信順序に従って受信装置2に送信する送信部として機能する。
本実施形態では、第1の方向を横方向、第2の方向を縦方向として説明したが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、第1の方向を縦方向、第2の方向を横方向としてもよい。即ち、配置部142は、メディアデータグラムを、縦方向に順番に配置することを横方向に沿って繰り返して、FECブロックの少なくとも一部に配置してもよい。そして、決定部144は、メディアデータグラムを縦方向に順番に、次いでその方向に属するメディアデータグラムについて生成されたFECデータグラムの順に送信するよう送信順序を決定することを、横方向に沿って繰り返すことで、送信順序を決定してもよい。また、決定部144は、パターン2のグループの場合、存在しないメディアデータグラムの位置の、横方向に属するメディアデータグラムについてのFECデータグラムを送信するよう送信順序を決定してもよい。
図13に示すように、受信装置2は、RTP受信部21、FEC復号化部22、デパケタイズ部23、デコーダ24、および出力部25を有する。
RTP受信部21は、ネットワーク3を介して送信装置1からRTPパケットを受信する。RTP受信部21は、パケットロスがある場合、受信したRTPパケットをFEC復号化部22に出力する。他方、RTP受信部21は、パケットロスがない場合、受信したRTPパケットをデパケタイズ部23に出力する。
FEC復号化部22は、FEC符号化されたパケットをRTP受信部21から供給され、FEC復号する機能を有する。ここで、図20を参照して、パターン2のFECブロックの復号の一例を説明する。
デパケタイズ部23は、RTP受信部21またはFEC復号化部22から供給されるRTPパケットをデパケタイズする。デパケタイズ部23は、コンテンツデータが圧縮データである場合はコンテンツデータをデコーダ24に出力し、非圧縮である場合はコンテンツデータを出力部25に出力する。
デコーダ24は、デパケタイズ部23から供給された圧縮データを復号化して、出力部25に出力する。
出力部25は、デパケタイズ部23またはデコーダ24から供給されたフレーム単位の非圧縮のコンテンツデータを、編集機器200やディスプレイ、スピーカ等の出力装置に出力する。
ネットワーク3は、ネットワーク3に接続されている装置から送信される情報の有線、または無線の伝送路である。ネットワーク3は、インターネットや専用線、IP−VPN(Internet Protocol−Virtual Private Network)等により構成される。
図21は、第1の実施形態に係る送信装置1の動作を示すフローチャートである。まず、ステップS102で、送信装置1は、FEC符号化部14にフレーム単位のメディアデータグラムを入力する。より詳しくは、送信装置1は、キャプチャー11によりコンテンツデータを取り込み、エンコーダ12により圧縮符号化し、パケタイズ部13によりパケタイズして、フレーム単位のメディアデータグラムをFEC符号化部14に出力する。
[2−3−1.概要]
本実施形態では、FEC方式を自動的に切り替えることで、低遅延での伝送を実現する。まず、図22を参照して、本実施形態の概要を説明する。
図25は、第2の実施形態に係る伝送システムの構成を示すブロック図である。図25に示すように、送信装置10および受信装置2は、ネットワーク3により接続されている。受信装置2およびネットワーク3の構成は、第1の実施形態において説明した通りであるため、ここでの詳細な説明は省略する。以下、送信装置10の構成について説明する。
図13に示すように、送信装置10は、キャプチャー11、エンコーダ12、パケタイズ部13、FEC符号化部(符号化部)14、RTP送信部15、およびFEC利用決定部16を有する。キャプチャー11、エンコーダ12、パケタイズ部13、FEC符号化部14、およびRTP送信部15は、第1の実施形態において説明した通りであるため、ここでの詳細な説明は省略する。
FEC利用決定部16は、FEC符号化部14におけるFEC符号化方式を決定する機能を有する。つまり、FEC符号化部14は、FEC利用決定部16により決定された符号化方式によりメディアデータグラム(送信データ)をFEC符号化する。そして、RTP送信部15は、FEC利用決定部16により決定された符号化方式によりFEC符号化された送信データを、受信装置2に送信する。ここで、図26を参照して、FEC利用決定部16の詳細な構成を説明する。
取得部161は、伝送ビットレートを取得する機能を有する。取得部161は、例えばネットワーク3の状態を監視することで、伝送ビットレートを取得する。
変更部162は、伝送ビットレートを変更する機能を有する。変更部162は、例えばユーザ指示、外部装置からの指示等に基づいて伝送ビットレートを変更する。
選択部163は、取得部161により取得された伝送ビットレートと閾値との比較結果に基づいて、FEC符号化方式(前方誤り訂正の符号化方式)を選択する機能を有する。詳しくは、選択部163は、FEC符号化方式として、RS符号方式またはXOR方式のいずれかを選択する。より具体的には、選択部163は、伝送ビットレートが閾値よりも低い場合にRS符号方式を選択し、伝送ビットレートが閾値よりも高い場合にXOR方式を選択する。例えば、図22Aに示した例において、閾値を500Mbpsとした場合、選択部163は、伝送ビットレートが150Mbpsの場合はRS符号方式を選択し、伝送ビットレートが1500Mbpsの場合はXOR方式を選択する。このように、ネットワーク3の伝送ビットレートに適したFEC方式を選択部163により動的に選択することで、送信装置10は、低遅延での伝送を実現することができる。
図27は、第2の実施形態に係る送信装置10の動作を示すフローチャートである。まず、ステップS202で、取得部161は、伝送ビットレートを取得する。
以上説明したように、本開示によれば、低遅延伝送を実現するためのFECに関する技術を向上させることが可能である。より具体的には、第1の実施形態に係る伝送システムは、Videoのフレーム切れ目に基づいたFEC方式により、低遅延でのデータ伝送を実現することができる。また、第2の実施形態に係る伝送システムは、FEC方式を自動的に切り替えることで、低遅延でのデータ伝送を実現することができる。
(1)
所定の行列サイズ以下の個数のデータグラムを、第1の方向に順番に配置することを第2の方向に沿って繰り返して、前記所定の行列サイズの行列の少なくとも一部に配置する配置部と、
前記配置部により配置された前記行列のひとつの行に属する前記データグラムごと、およびひとつの列に属する前記データグラムごとに、前方誤り訂正のための冗長データグラムを生成する生成部と、
を備える情報処理装置。
(2)
前記情報処理装置は、前記データグラムおよび前記冗長データグラムの送信順序を決定する決定部をさらに備え、
前記決定部は、前記データグラムを前記第1の方向の順に、次いで当該第1の方向に属するデータグラムについての前記冗長データグラムの順に送信するよう送信順序を決定することを、前記第2の方向に沿って繰り返す、前記(1)に記載の情報処理装置。
(3)
前記決定部は、前記データグラムが存在しない場合、存在しない前記データグラムの位置の前記第2の方向に属する前記データグラムについての前記冗長データグラムを送信するよう送信順序を決定する、前記(2)に記載の情報処理装置。
(4)
前記決定部は、前記データグラムのうち前記送信順序が最後のデータグラム、および前記最後のデータグラムの前記第1の方向および前記第2の方向に属する前記データグラムについての前記冗長データグラムに、所定のフラグを付与する、前記(2)または(3)に記載の情報処理装置。
(5)
前記情報処理装置は、前記決定部により決定された前記送信順序に従って前記データグラムおよび前記冗長データグラムを送信する送信部をさらに備える、前記(2)〜(4)のいずれか一項に記載の情報処理装置。
(6)
前記情報処理装置は、
フレーム単位の動画コンテンツを構成する前記データグラムを入力する入力部と、
前記入力部に入力されたフレーム単位の前記データグラムを、前記所定の行列サイズの個数ごとに分割する分割部と、
をさらに備え、
前記配置部は、前記分割部により分割された前記所定の行列サイズの個数のデータグラムまたは前記所定の行列サイズ未満の個数のデータグラムを配置する、前記(1)〜(5)のいずれか一項に記載の情報処理装置。
(7)
前記生成部は、ひとつの行または列に属する前記データグラムの排他的論理和により前記冗長データグラムを生成する、前記(1)〜(6)のいずれか一項に記載の情報処理装置。
(8)
前記第1の方向および前記第2の方向は、横方向および縦方向または縦方向および横方向の少なくともいずれかである、前記(1)〜(7)のいずれか一項に記載の情報処理装置。
(9)
前記データグラムは、動画コンテンツを構成する映像データ、音声データ、メタデータの少なくともいずれかである、前記(1)〜(8)のいずれか一項に記載の情報処理装置。
(10)
所定の行列サイズ以下の個数のデータグラムを、第1の方向に順番に配置することを第2の方向に沿って繰り返して、前記所定の行列サイズの行列の少なくとも一部に配置することと、
配置された前記行列のひとつの行に属する前記データグラムごと、およびひとつの列に属する前記データグラムごとに、前方誤り訂正のための冗長データグラムを生成することと、
を備える情報処理方法。
(11)
コンピュータを、
所定の行列サイズ以下の個数のデータグラムを、第1の方向に順番に配置することを第2の方向に沿って繰り返して、前記所定の行列サイズの行列の少なくとも一部に配置する配置部と、
前記配置部により配置された前記行列のひとつの行に属する前記データグラムごと、およびひとつの列に属する前記データグラムごとに、前方誤り訂正のための冗長データグラムを生成する生成部と、
として機能させるためのプログラム。
11 キャプチャー
12 エンコーダ
13 パケタイズ部
14 FEC符号化部
141 分割部
142 配置部
143 生成部
144 決定部
15 RTP送信部
16 FEC利用決定部
161 取得部
162 変更部
163 選択部
2 受信装置
21 RTP受信部
22 FEC復号化部
23 デパケタイズ部
24 デコーダ
25 出力部
3 ネットワーク
100 カメラ
200 編集機器
Claims (9)
- 所定の行列サイズ以下の個数のデータグラムを、第1の方向に順番に配置することを第2の方向に沿って繰り返して、前記所定の行列サイズの行列の少なくとも一部に配置する配置部と、
前記配置部により配置された前記行列のひとつの行に属する前記データグラムごと、およびひとつの列に属する前記データグラムごとに、前方誤り訂正のための冗長データグラムを生成する生成部と、
前記データグラムおよび前記冗長データグラムの送信順序を決定する決定部と、
を備え、
前記決定部は、前記データグラムを前記第1の方向の順に、次いで当該第1の方向に属するデータグラムについての前記冗長データグラムの順に送信するよう送信順序を決定することを、前記第2の方向に沿って繰り返し、
前記決定部は、前記第1の方向の途中に前記データグラムが存在しない場合、存在しない前記データグラムの位置の前記第1の方向に属する前記データグラムについての前記冗長データグラムよりも先に、存在しない前記データグラムの位置の前記第2の方向に属する前記データグラムについての前記冗長データグラムを送信するよう送信順序を決定する、情報処理装置。 - 前記決定部は、前記データグラムのうち前記送信順序が最後のデータグラム、および前記最後のデータグラムの前記第1の方向および前記第2の方向に属する前記データグラムについての前記冗長データグラムに、所定のフラグを付与する、請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記情報処理装置は、前記決定部により決定された前記送信順序に従って前記データグラムおよび前記冗長データグラムを送信する送信部をさらに備える、請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記情報処理装置は、
フレーム単位の動画コンテンツを構成する前記データグラムを入力する入力部と、
前記入力部に入力されたフレーム単位の前記データグラムを、前記所定の行列サイズの個数ごとに分割する分割部と、
をさらに備え、
前記配置部は、前記分割部により分割された前記所定の行列サイズの個数のデータグラムまたは前記所定の行列サイズ未満の個数のデータグラムを配置する、請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記生成部は、ひとつの行または列に属する前記データグラムの排他的論理和により前記冗長データグラムを生成する、請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記第1の方向および前記第2の方向は、横方向および縦方向または縦方向および横方向の少なくともいずれかである、請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記データグラムは、動画コンテンツを構成する映像データ、音声データ、メタデータの少なくともいずれかである、請求項1に記載の情報処理装置。
- 所定の行列サイズ以下の個数のデータグラムを、第1の方向に順番に配置することを第2の方向に沿って繰り返して、前記所定の行列サイズの行列の少なくとも一部に配置することと、
配置された前記行列のひとつの行に属する前記データグラムごと、およびひとつの列に属する前記データグラムごとに、前方誤り訂正のための冗長データグラムを生成することと、
前記データグラムおよび前記冗長データグラムの送信順序を決定する決定することと、
を備え、
前記決定することは、前記データグラムを前記第1の方向の順に、次いで当該第1の方向に属するデータグラムについての前記冗長データグラムの順に送信するよう送信順序を決定することを、前記第2の方向に沿って繰り返すことを含み、
前記決定することは、前記第1の方向の途中に前記データグラムが存在しない場合、存在しない前記データグラムの位置の前記第1の方向に属する前記データグラムについての前記冗長データグラムよりも先に、存在しない前記データグラムの位置の前記第2の方向に属する前記データグラムについての前記冗長データグラムを送信するよう送信順序を決定することを含む、情報処理方法。 - コンピュータを、
所定の行列サイズ以下の個数のデータグラムを、第1の方向に順番に配置することを第2の方向に沿って繰り返して、前記所定の行列サイズの行列の少なくとも一部に配置する配置部と、
前記配置部により配置された前記行列のひとつの行に属する前記データグラムごと、およびひとつの列に属する前記データグラムごとに、前方誤り訂正のための冗長データグラムを生成する生成部と、
前記データグラムおよび前記冗長データグラムの送信順序を決定する決定部と、
として機能させ、
前記決定部は、前記データグラムを前記第1の方向の順に、次いで当該第1の方向に属するデータグラムについての前記冗長データグラムの順に送信するよう送信順序を決定することを、前記第2の方向に沿って繰り返し、
前記決定部は、前記第1の方向の途中に前記データグラムが存在しない場合、存在しない前記データグラムの位置の前記第1の方向に属する前記データグラムについての前記冗長データグラムよりも先に、存在しない前記データグラムの位置の前記第2の方向に属する前記データグラムについての前記冗長データグラムを送信するよう送信順序を決定する、プログラム。
Applications Claiming Priority (3)
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