JP7084967B2 - 光通信によるデジタルサイネージ及びled照明を利用したサプリメンタルダウンリンク装置と方法 - Google Patents

光通信によるデジタルサイネージ及びled照明を利用したサプリメンタルダウンリンク装置と方法 Download PDF

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Description

本発明は、通信システム、表示制御装置、通信端末及びプログラムに関する。
出願済み特許(出願番号:PCT/JP2018/003220)における、光通信を利用したサプリメンタルダウンリンク通信システムにおいて、屋外に設置されたプロジェクタあるいは、ビルの壁面等に画像情報を表示して通信する通信システムが記載されている。本出願では、出願済み特許を実現する詳細なプロトコル及び高速な処理を実現するための2次元画像パターンの利用について提案する。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1]PCT/JP2018/003220
本実施形態は出願済み特許(出願番号:PCT/JP2018/003220)において明確に記述されていない通信の迅速な確立を実現するために、前記出願済み特許に対して、さらに表示部に空間を利用した2次元バーコードもしくは電子透かしを用いた2次元パイロットシンボルを利用し、さらに試験パターンも2次元パターンとし空間上に拡散し、またピクセルを通信路として束ねたセグメントの導入、そのフレームの構成、2次元パイロットシンボル、ピクセルのアダプテーション方式、周囲に人等の移動する障害物がある場合どのようにセグメントを使用するかを明確にし、移動する端末でも迅速に通信を開始出来るようにするとともに、表示部内及び複数の表示部によるMIMO(Multiple Input Multiple Output)処理の実現を図っている。
前回の特許の説明
本発明の第1の態様によれば、前回特許(出願番号:PCT/JP2018/003220)の請求項1記載の通信システム(表示部に映像を表示させる表示制御装置と、前記表示部によって表示された映像を撮像する撮像部を有する通信端末とを備える通信システムであり、前記表示制御装置は、表示対象の映像を取得する映像取得部と、前記映像取得部が取得した前記映像のうち、変化しない領域又は変化量が予め定められた閾値より低い領域を特定する領域特定部と、前記領域特定部によって特定された領域に送信データを光通信信号として符号化した符号化映像を生成する映像生成部と、前記符号化映像を前記表示部に表示させる表示制御部とを有し、前記通信端末は、前記撮像部によって撮像された映像のうち、前記送信データが符号化された領域を識別する領域識別部と、前記領域識別部によって識別された前記領域から前記送信データを復号化する復号化部とを有し、光通信以外の他の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を用いて、前記光通信の通信制御信号をやり取りする仕組みを持った、光通信によるサプリメンタルダウンリンクを提供する通信システム)に対して、上記課題を解決する手段を追加した通信システムが提供される。
本特許の概要
本発明の請求項1では映像を表示する表示部として、前回特許(出願番号:PCT/JP2018/003220)と同じく、デジタル画像を構成する可視光及びもしくは遠赤外線領域を含む非可視光を使用する複数のピクセルからなるディスプレイ及びもしくはデジタル画像を投影する複数のピクセルからなる表示部を有し、その表示を制御する表示制御装置と、表示部によって表示された映像を撮像する撮像部と表示制御部との通信手段を有する通信端末に加え、撮像した画像データを通信端末より受け画像処理を行う画像処理機能を有する画像処理サーバーを備えるシステムであり、また請求項4の2次元画像を利用したトレーニング処理により処理時間を短縮するとともに、画像処理を通信端末に加え請求項9記載の画像処理サーバーを使用し複雑な処理を実行できる特徴がある。また請求項12の単一光源照明を使用することも可能であり、また請求項13の複数の単一光源照明及び複数の表示部を1つの表示制御装置で制御可能であり、複数の光通信リンクを使用してサプリメンタルダウンリンクの通信を行うことが出来る。非可視光を使用する場合、可視光と異なり映像情報を考慮する必要がなく、また波長の特性からさらに100万倍の効率を実現することが出来る。
セグメントの利用
表示部の利用にあたっては通信環境によって通信端末で解像できる解像度が異なる。例えば1ピクセル単位では情報の送受信が出来ない可能性がある。そのため本発明ではピクセルをまとめたセグメント単位で処理を行っている。すなわちセグメント単位で情報を通信端末に送ることとする。このセグメントの形状はセグメント内のピクセル全てが、通信時に同一の色相及び輝度であれば、矩形でも円形で他の形状でも良い。このセグメントの利用により通信環境の悪い、すなわち解像度の低い状態でも多くのピクセルをまとめたセグメントを使用して通信が可能である。単一光源照明は1つのピクセルを持つ表示部と考えることが出来、セグメントは1つしかなくまたセグメントは1つのピクセルからなるものと考える。
処理ステート
通信の確立のために、表示部と通信端末の通信に使用可能な表示部のセグメントの選択及びアダプテーションを通信状況に応じて実行するトレーニング処理ステート、トレーニング処理ステートのトレーニング結果に基づき通信を行う通信処理ステート、通信処理ステートの通信データの誤りを検出する誤り検出処理ステートを有する。誤り検出処理ステートにて通信の誤りを検出した場合にはトレーニング処理ステートに再度戻り、最適な解像度と使用する最適なセグメントの選択をサイクリックに行う。このトレーニング処理ステート、通信処理ステート、誤り検出処理ステートの3つのステートからなる通信サイクルにおいて、トレーニング処理ステートにより常に最適なセグメントの選択及び最適な解像度の決定に基づく請求項11の再アダプテーションを可能としている。
各ステートで利用する手段の説明
前記の3つのステートの実現のために、表示制御装置は映像情報に加え通信端末が表示部を認識しかつ必要な解像度を決定するための識別情報を表示部に表示するための第1の手段と、表示部において表示部から前記通信端末への通信に使用する最適なセグメントの選択及び解像度を決定するための制御情報を映像情報に加え前記表示部に表示する第2の手段と、表示部から通信端末への通信に使用するデータ情報を映像情報に加え表示部に表示する第3の手段とを有している。
第1の手段
第1の手段は、どの事業者、どの基地局、どの表示部を使用しているかを通信端末が識別するためのものであり、事業者を識別する事業者ID、基地局を識別する基地局ID、表示部を識別するスクリーンIDを有している。この第1の手段の情報を識別した通信端末はこれらの情報に基づき第一のトレーニングに入る。この第一の手段として2つのオプションがある。第一のオプションでは情報を空間に2次元的に拡散したQRコード(登録商標)のような請求項2の2次元コードの使用するが、処理時間を短縮するにはこれが効果的である。この2次元コードを2次元パイロットシンボルと名付ける。第2のオプションでは2次元コードを用いずに各情報をビット列として単数もしくは複数のピクセルからなるセグメントに送る請求項3で示す時間軸を利用したビットストリームを使用している。このビットストリームを映像情報に重畳しても良い。2次元パイロットシンボルを利用した場合は、情報を空間上に拡散しているため処理時間の短縮が図れ、特に移動体通信に効果がある。時間軸を利用した方式ではビットストリームのフレーム長、フレーム間隔によって処理時間が長くなるが、各セグメント毎に情報を持つためより正確なセグメントの選択及び解像度の検出が可能である。単一光源照明は1つのピクセルしか持たない表示部と考えることでき、第1の2次元コードの利用は出来ず、第1のオプションのみとなる。
第1の手段 2次元パイロットシンボルを使用
2次元コードを使用した2次元パイロットシンボルの使用時には、通信端末は既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を用いて撮像結果を画像処理サーバーに送り、画像処理サーバーはその画像から2次元パイロットシンボルを読み出し、事業者を識別する事業者ID、基地局を識別する基地局ID、表示部を識別するスクリーンIDを読み出す。また複数の2次元パイロットシンボルを使用する場合には各2次元パイロットシンボルを識別するための2次元パイロットシンボルIDも2次元コードに含め、この情報も通信端末で読み出し画像処理サーバーに送る。この2次元パイロットシンボルとしてあらかじめ定められた位置の複数の2次元パイロットシンボルの配置を使用し、この配置を2次元パイロットシンボルマップとする。複数の異なる配置の2次元パイロットシンボルマップを使用する場合には、使用している2次元パイロットマップIDも2次元パイロットシンボルに加え、この2次元パイロットマップIDと2次元パイロットシンボルIDより読み出された2次元パイロットシンボルの位置を決定する。この処理は画像処理サーバーで基本的に実行するが、画像処理サーバーを用いずに通信端末内で行い、その結果を既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)により表示制御装置又はBBUに送っても良い。この2次元パイロットシンボルは常時表示するケースのほか。特定の時間のみに送っても良く、この場合2次元パイロットシンボルを時間の同期のための基準時刻として使用できる。その目的のため2次元パイロットシンボルに時刻を埋め込んでも良い。また2次元コードとして白黒のみを最大の輝度と最小の輝度で使用する2値のコードを利用するケースのほか、RGBを利用して色相及び輝度により多値のコードを使用することもできる。画像処理サーバーを使用する際の、読み出された2次元パイロットシンボルの情報の表示処理装置への報告は、基本的に通信端末を介して行うが、通信処理サーバーから直接に表示処理装置に送っても良い。
第1の手段 2次元パイロットシンボル使用したトレーニング
この第1の手段によるトレーニングで2次元コードを使用する請求項9の第1のオプションの一例では、表示制御装置は最適な2次元パイロットシンボルのセグメントサイズの決定のため、大きなセグメントサイズから始め、通信端末が認識できた場合にはよりサイズの小さな2次元パイロットシンボルを使用したトレーニング処理を行い、最適な2次元パイロットシンボルのサイズを決定する。通信端末は既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を用いて撮像結果を画像処理サーバーに送り、画像処理サーバーはその画像から2次元パイロットシンボルを読み出し、最適な解像度を決定し、表示制御装置に報告し、表示制御装置はその報告に基づき、セグメントサイズを変更し、再度トレーニングを行う。この報告にあたっては画像処理サーバーを用いずに全ての処理を通信端末内で行い、報告を既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)で行っても良い。このトレーニングを行う場合、最初に使用するセグメントサイズは通信に成功したケースにおけるセグメントサイズから経験的に決定しても良く、またAIの利用も可能である。
通信端末での処理 第1の手段の第1のオプション
この第1の手段の第1のオプションでは、通信端末は撮像した表示部の画像の自動AF-ピント処理を行い、処理のために他の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を使用して画像処理サーバーに送る。画像処理サーバーでは通信端末から送られてきた画像のズーム処理、歪み補正機能、正像・鏡像検出機能を行う。これらの処理は通信端末で行っても良い。画像処理サーバーはその後2次元パイロットシンボルの復号処理を行い、この2次元パイロットシンボルが特定の時間のみ検出されるならば同期処理及び復号処理を行い、その結果2次元パイロットシンボルを受信できたかを通信制御装置又はBBUへ報告する。もし正常に受信出来ていないことが報告された場合、表示処理装置は通信端末が正常に復号出来るまでセグメントのサイズを大きくし再度処理を行う。正常に受信出来たことが報告された場合、表示制御装置は第2の手段に移行する。この場合空間に拡散された2次元コードを使用するため処理時間は非常に短い。またこの2次元コードにより歪みの補正も行うことが出来る。例えば画像の読み出しの基準となる軸を変えて複数回読み出しを行えば、画像の歪みを認識でき補正を行うことが出来る。その結果を基にアフィン変換等の処理を行えば良い。
第1の手段 2次元パイロットシンボル未使用時のトレーニング
第1の手段の時間軸を用いた請求項10の第2のオプションの一例では、表示部のセグメント内の全てのピクセルに、事業者ID、基地局ID、スクリーンIDを同期及び識別のために、プリアンブル及び第1の手段であることを識別するためのフレーム種別、ビットストリームの長さを示すフレーム長、セグメントの位置を示すセグメントID、セグメントのサイズを示すレゾリューションインデックス及び制御情報の誤り検出のための誤り検出符号を、シリアルなビット列からなる制御フレームとして表示部に送る。表示制御装置はこの制御フレームを映像情報に重畳しても、特定の時間のみに表示し、他の時間には映像情報を送っても良い。通信端末は既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を用いて撮像結果を画像処理サーバーに送り、画像処理サーバーはその画像から事業者を識別する事業者ID、基地局を識別する基地局ID、表示部を識別するスクリーンID及びゾリューションインデックスを読み出し、誤りが検出されない場合でかつ複数の同一セグメントIDが検出できた場合、より小さなセグメントサイズの利用が可能であるかを決定し、表示制御装置又はBBUに報告し、表示制御装置はその報告に基づき、セグメントサイズを変更し、再度トレーニングを行う。この報告にあたっては画像処理サーバーを用いずに全ての処理を通信端末内で行い、報告を既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)で行っても良い。このトレーニングを行う場合、最初に使用するセグメントサイズは通信に成功したケースにおけるセグメントサイズから経験的に決定しても良い。この場合制御フレームのプリアンブルにより同期を行うことが出来、フレームの始まりを同期の基準時刻として使用することが出来る。またセグメントサイズの決定にあたってAIを利用しても良い。
通信端末での処理 第1の手段の第2のオプション
この第1の手段の第2のオプションでは、通信端末は撮像した表示部の画像の自動AF-ピント処理を行い、制御フレームの復号処理を行い、その結果を他の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)により表示制御装置又はBBUに送る。復号が正常に行われていない場合、表示処理装置では通信端末が正常に復号出来るまでセグメントのサイズを大きくし再度処理を行う。常に受信出来たことが報告された場合、表示制御装置は第2の手段に移行する。単一光源照明は1つのピクセルしか持たない表示部と考えることでき、第1のオプションの2次元コードの利用は出来ず、この第2のオプションは使用出来ない。またセグメントサイズの決定にあたってAIを利用しても良い。
第2の手段
第2の手段は、第1の手段のトレーニングの結果を踏まえ、通信のために表示部のセグメントサイズ及びセグメントをどのように最適に選択するかを決定するための試験情報を通信端末に送り、この結果より適切な通信のための解像度を決定する。このセグメントの形状は矩形でも円形でもまた他の形状でも良い。この第2の手段には3つのオプションがある。
第2の手段 第1のオプション
請求項14で示す第2の手段の第1のオプションの一例では、前記の第1の手段を用いたトレーニング結果より解像度及びセグメントサイズが自明的に決定できた場合には第2の手段を簡略化し、次の第3の手段による通信ステートに移行しても良い。例えば2次元パイロットマップ内の2次元パイロットシンボルを全て検出出来た場合であり、この場合には全てのセグメントが使用可能と仮定し、通信では第1の手段で決定されたセグメントサイズを利用しても良い。あるいは例えば2次元パイロットシンボルが1つだけ検出できた場合であり、その場合はその2次元パイロットシンボルの近傍のみに、2次元パイロットシンボルが検出できたセグメントサイズを利用しても良い。すなわち第1の手段で決定された解像度を第3の手段で使用する。このケースでは完全に空間に拡散した情報のみを使用しているため最短の時間でトレーニング処理を終了することが出来る。本オプションでは最小の時間でトレーニング処理を行う目的のために、ビット誤りの測定は通信ステートのみで行う。そのため多値信号の利用は通信ステートで決定する。この場合、表示制御装置と通信端末で通信に使用するセグメント情報を持っている必要があり、通信に使用可能な2次元パイロットシンボルの近傍の定義が必要となる。この一例としてはあらかじめ定められた近傍の形状/サイズに関する情報も制御情報に含めれば良い。この近傍のサイズは通信に成功したケースにおけるセグメントサイズから経験的に決定しても良い。またAIの利用も可能である。
通信端末での処理 第2の手段の第1のオプション
この第2の手段の第1のオプションでは、通信端末は第1の手段の第1のオプションで検出された2次元パイロットシンボルのリストを他の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)により表示制御装置に送り、その結果を表示制御装置が判断し、使用可能なセグメントを決定し、第3の手段に移行する。通信端末は引き続き表示装置の画像の復号を続け、試験パターンが受信できるか、あるいはデータフレームが受信できるかにより第2の手段の他のオプションに行くか、第3の手段であるかを認識する。このオプションであるかどうかの判断のため、通信端末は検出された2次元パイロットシンボルのリストを送出後、撮像した結果を第3の手段に入るまで画像処理サーバーに送り続け、もし画像処理サーバーが撮像した画像が試験パターンであると報告してくれば第2のオプションと認識する。従ってもし第1のオプションであれば自動的に第3の手段に入れ、迅速にサプリメンタルダウンリンクの受信に入れる。単一光源照明は1つのピクセルしか持たない表示部と考えることでき、第1のオプションの2次元コードの利用は出来ない。
第2の手段 第2のオプション
請求項4の第2の手段の第2のオプションの一例では、試験情報を複数のセグメントからなるブロックに送る。この試験情報には各セグメント毎のピクセルの色相、輝度を変えたドットからなる空間上のデジタル2次元画像からなる試験パターンを特定の時間間隔で表示することにより実現する。この時間間隔はあらかじめ定められた時間とし、前記の第1の手段による基準時刻を利用して検出する。この試験パターンにより表示部と通信端末間で使用可能な解像度とセグメントを決定する。この試験パターンは第一の手段で使用していないセグメントや使用していない時間に試験情報として映像信号に重畳して送られる。この第2のオプションでは、第1の手段で決定された解像度に基づき隣り合ったセグメントには異なる色相及び、もしくは輝度を与えることによってセグメントの識別を行う。この場合隣り合うセグメントを識別するためには4色定理により少なくとも4つの異なる情報を隣り合うセグメントに与える必要がある。この4つの異なる情報としては直交しているか、少なくとも準直交している必要がある。請求項5を利用することにより、RGBによる色相及び輝度による多値信号を複数のフレームを利用せずに、1つのフレームで試験を行うことが出来る。直交符号として例えばWalsh符号の利用が可能であり、例えば
W(0,4) = 1, 1, 1, 1
W(1,4) = 1, 0, 1, 0
W(2,4) = 1, 1, 0,-1
W(3,4) = 1, 0, 0, 1
を使用し、各セグメントにW(0、4)からW(3、4)を割り当てる。ここでこのW(0、4)からW(3、4)は直交しているため4つのセグメントのうちどれであるかは容易に識別できる。実際はR、G、Bは諧調が256であれば輝度に伴い0から255の値をとるが、説明のため、G、Bは0か1かとし、別に輝度としては検出が可能な最小値を0とし、最大値を1とすれば、最初の3ビットをR、G、Bに割り当て、最後のビットを輝度に割り当て1つのフレームで4つの情報を送ることが出来、4ビットのWalsh符号を割り当てることが可能となり、最小の時間、すなわち画像の1フレームで、隣り合うセグメントの識別が可能となる。また色相を確実に検出するために、正しい色調を認識するためのホワイトバランス用に最初の3ビットを使用すれば、通信ステートにおいて正しい色調を検出することが出来、色相を利用した多値信号の利用も可能となる。例えばR、G、Bを0から255とすれば最大で24ビットの直交符号の利用が可能である。前記の例では4ビットのWalsh符号を利用したが他の直交符号あるいは通信環境が比較的に良い場合は準直交符号を利用しても良い。またここでは4色定理に従い、隣り合う4つのセグメントの識別を行うために4ビットのWalsh符号を使用して説明するが、さらに多いセグメントの識別が出来るよう前記のように多値信号を利用した長い符号の利用も可能である。また試験情報を送る画像フレーム数を増やすことによってもより多いセグメントの識別が可能となるが、試験情報を送るフレーム数が増大するため処理時間がかかるため移動体通信では注意する必要がある。またこの多値信号では複数のセグメントから構成されるブロックに、ブロック全体が多値信号からなる擬似ランダム符号となるような信号を表示部に送ることによりビット誤り率の測定が可能となる。このブロックサイズの決定は第1の手段の結果としての解像度情報をベースには画像処理サーバーで決定する。例えば表示部の多くのセグメントが使用可能であるならば短い擬似ランダム符号で良く、従って少ない数のセグメントからなるブロックで良い。このブロックのサイズは検出すべきビット誤り率を踏まえ、固定のブロック数で良い。
多値の利用
ここで例えば一つのセグメントに128諧調が使用できるとすると、8ビット割り付けが可能であり、16個のセグメントを1ブロックとすることにより128ビットのデータを送ることが出来る。このためにこの情報を重畳する画像信号の画像フレームをこの第2の手段のために使用することとなる。人間の目の時間残像は50msから100msであるため、例えば60fpsの映像情報であれば1画像フレームは16.7msであるため問題なく画像フレームを第2の手段として利用できる。また第2の手段として1秒間の間に複数の画像フレームを使うことも目の残像時間を利用すれば可能である。この方法であれば時間軸上のストリームを利用する方式よりも単に画像の1フレームを使用するため、処理の1サイクルの時間を短縮するとともに、さらに誤り検出符号の代わりに前方誤り訂正符号(FEC)を使うことにより性能を上げられ、既存のディスプレイやプロジェクタとの親和性も良い。誤り検出符号または前方誤り訂正符号により誤り率の測定も可能である。
通信端末での処理 第2の手段の第2のオプション
この第2の手段の第2のオプションでは、通信端末は第1の手段の第1のオプションで検出された2次元パイロットシンボルのリストを他の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)により表示制御装置に送り、表示制御装置はその結果から試験パターンのサイズ、すなわち使用可能なセグメントからなるブロックを決定し、試験パターンと誤り検出もしくは誤り訂正符号をブロックにマッピングし、そのパターンを表示部に送る。通信端末は撮像した画像を画像処理サーバーに送り、画像処理サーバーはその結果から誤り率を測定し、その結果を通信端末経由で表示制御装置に送る。誤り率は通信端末経由ではなく直接に表示制御装置に送っても良い。この誤り率を基に表示制御装置はセグメントのサイズが適切かを判断し、適切なら第3の手段に移行する。適切でない場合はセグメントサイズを変え再度実行する。通信端末は引き続き表示装置の画像の復号を続け、試験パターンが受信できるか、あるいはデータフレームが受信できるかにより第2の手段の他のオプションに行くか、第3の手段であるかを認識する。単一光源照明は1つのピクセルしか持たない表示部と考えることでき、第2のオプションの2次元試験パターンの利用は出来ない。
第2の手段 第3のオプション
請求項6記載の第2の手段の第3のオプションの一例では、セグメント内の全てのピクセルに、第2の手段であることを示すフレーム種別、ビットストリームの長さを示すフレーム長、セグメントの位置を示すセグメントID、セグメントのサイズを示すレゾリューションインデックス及び制御情報の誤り検出のための誤り検出符号を、シリアルなビット列からなる制御フレームとして表示部に送る。第1の手段において2次元パイロットシンボルを使用している場合で基準となる時刻が明確に認識できない場合には同期のためのプリアンブルをフレームの最初に入れフレーム同期をとる。このオプションでは隣り合うセグメントの認識はセグメントIDで行うため、試験情報は隣り合うセグメントで直交なり準直交している必要はない。ここではさらに擬似ランダム符号をフレームに加えることによりビット誤り率の測定が可能である。もし第1の手段の第2のオプションを使用する場合には、それをこの第2の手段の第3のオプションとして使用することが出来る。
通信端末での処理 第2の手段の第3のオプション
この第2の手段の第3のオプションでは、通信端末は第1の手段の第1のオプションで検出された2次元パイロットシンボルのリストまたは第1の手段の第2のオプションで検出されたセグメントのリストを表示制御装置に送り、その結果を表示制御装置が判断し、使用可能なセグメントを決定し制御フレームを送信する。通信端末はこの制御フレームにより誤り率を決定し、表示制御装置に送る。もし誤り率が定められた値より大きければ使用セグメントを変更し再度制御フレームを送る。もし誤り率が定められた値より低ければ第3の手段に移行する。単一光源照明は1つのピクセルしか持たない表示部と考えることでき、この第3のオプションのみとなる。
第3の手段
請求項8記載の第3の手段では、セグメント内の全てのピクセルに、第3の手段であることを識別するためのフレーム種別、ビットストリームの長さを示すフレーム長、データの順序を示すシーケンスID、サプリメンタルデータリンクで送るデータ情報及びデータ情報の誤り検出のための誤り検出符号を、シリアルなビット列からなるデータフレームとして表示部に送る。第1の手段において2次元パイロットシンボルを使用している場合で基準となる時刻が明確に認識できない場合、請求項7が利用できる。この場合同期のためのプリアンブルをフレームの最初に入れフレーム同期をとる。このデータ情報によりサプリメンタルデータ通信を表示部と表示制御部で行う。この時フレーム誤り率からビット誤り率を測定でき、その結果からビット誤り率を推定し、ビット誤り率が悪化した場合にはトレーニング処理に戻る。
通信端末での処理 第3の手段
この第3の手段では、通信端末は表示部に表示された画像を撮像し、データフレームの復号を行う。同時に各セグメントの誤り率を測定し、その結果を表示制御装置に報告する。もし誤り率が定められた閾値より高ければ再度第1の手段に戻りトレーニングを再度実行する。
スーパーフレームによる前方誤り訂正
また上記通信システムでは、サプリメンタルデータの通信時の誤り率を低減すると共に処理時間を短くすることが重要である。このためには通信端末からの応答を削減する必要がある。この誤り訂正では応答を必要としない前方誤り訂正の最大限の利用が不可欠である。このために表示制御装置は、通信端末から光通信以外の他の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を用いて報告された誤り率を元に符号化方式を決定する請求項17記載の符号化方式選択部と、その選択の結果サプリメンタルダウンリンクデータとその前方誤り訂正符号を含む複数の論理チャネルベアラを多重化したスーパーフレームを作成する請求項17記載の符号化部を備え、符号化方式からハッシュ関数を元に生成されたハッシュテーブルによりスーパーフレームから上記表示部の各セグメントにて送信するトランスポートブロックを生成し、各セグメント毎のデータフレームを作成することが出来る。この結果単一のセグメントの前方誤り訂正に加え、複数のセグメントを1スーパーフレームとして考えた前方誤り訂正を実行し、通信端末からの応答を必要としない効率の良い誤り訂正を実現できる。
単一光源照明
また上記通信システムでは、さらに表示部として請求項12の単一光源照明を使用しても良い。この単一光源とデジタル画像を構成する複数のピクセルからなるディスプレイ及びもしくはデジタル画像を投影する複数のピクセルからなる投影部の両者を利用することによって、さらに大量のデータをサプリメンタルダウンリンクとして通信端末に送ることが可能となる。この単一光源では2次元コードや2次元の試験パターンの利用は出来ないため、第1の手段では第2のオプションのみに、第2の手段では第3のオプションのみとなる。
複数の単一光源照明及び複数の表示部
上記通信システムではまた単一の単一光源照明や単一の表示部のみでなく、複数の単一光源照明及び複数の表示部へのインタフェースを表示制御装置は持つことが可能であり、複数の単一光源照明や複数の表示部に対してサプリメンタルダウンリンクデータをマッピングし、映像信号に重畳して送出する機能を有し、通信端末は表示制御装置から送られるスクリーンIDを認識する機能を有し、複数の表示部からのデータを認識し復号することが出来、さらに大量のデータをサプリメンタルダウンリンクとして通信端末に送ることが可能となる。
映像データの減算処理
また上記通信システムでは、雑音の存在する通信路においてより正確に正しくサプリメンタルデータリンクによるデータを映像信号から抽出することが重要である。このため通信端末は予め他の手段により送られた表示部に表示されている映像のソースの圧縮技術を含むメタデータ及び映像のソースデータを記憶し、表示部で表示されている映像を撮像したデータから記憶している映像のソース情報を請求項16記載の映像データの減算処理をすることにより表示部の映像情報に重畳したサプリメンタルダウンリンクデータのみを高い精度で抽出することが出来る。
データの重畳方式(符号化ゲインの利用)
上記通信システムでは、画像データにサプリメンタルダウンリンクのデータを重畳するために、どのように画像データによる映像信号に影響を与えずにサプリメンタルダウンリンクのデータを重畳するかが重要である。すなわち映像信号に人間が視覚に影響を与えるような大きな振幅のデータを映像信号に重畳することは出来ない。このため請求項15ではデータの重畳/抽出にあたって、符号化ゲインを利用している。すなわちサプリメンタルダウンリンクデータの通信においては、通信端末と表示制御装置は、サプリメンタルダウンリンクデータのデータレートより高いレートの制御フレーム及びデータフレームに同期した符号の生成手段と復号手段を持つ。表示制御部では制御フレーム及びデータフレームのデータストリームをその符号生成手段により生成した符号により拡散する手段を有し、その拡散されたデータを映像信号に重畳し、通信端末では符号の生成手段により生成した符号を元に逆拡散することによって通信データの処理利得を符号化ゲインとして得ることが出来る。
利用シーンのイメージの一例を表した図である。 利用シーンのイメージの他の一例を表した図である。 通信システム構成の一例を示す図である。 システム構成図の一例を示す図である。 セグメントの構成の一例を示す図である。 処理ステートのフローの一例を示す図である。 第1の手段の第1のオプションの一例を示す図である。 2次元パイロットシンボル検出処理フローの一例を示す図である。 2次元パイロットシンボルの一例を示す図である。 第1の手段の第2のオプションの一例を示す図である。 第1の手段の第2のオプションの制御フレームの一例を示す図である。 第2の手段の第1のオプションの一例を示す図である。 セグメントの決定の一例を示す図である。 セグメントの決定の他の一例を示す図である。 第2の手段の第2のオプションの一例を示す図である。 第2の手段の第2のオプションにおけるセグメント作成の一例を示す図である。 第2の手段の第3のオプションの一例を示す図である。 第3の手段の処理フローの一例を示す図である。 セグメントフレームの一例を示す図である。 フレーム生成フローの一例を示す図である。 光リンクコントロールフレーム(Optical Link Control Frame)の一例を示す図である。 映像データの減算処理の一例を示す図である。 映像・通信重畳の手法の一例を示す図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1を参照して利用シーンの一例を説明する。
図1は本実施形態を利用したサービスイメージの一例である。このサービスイメージでは屋内の歩道や地下街を想定している。歩道の両側には広告やニュース等の動画もしくは静止画像を表示する複数のデジタルサイネージスクリーン20があり、天井には複数の単一光源のLED照明10がある。本実施形態ではこのような環境において歩行者の携帯端末の性能を大幅に拡張するため、無線技術、例えばWiFi、4G、5G等に加えて複数のデジタルサイネージスクリーン20や複数の単一光源照明10を利用し、携帯端末200のスループットを上げるための新たな光サプリメンタルダウンリンク312を構成する方法と装置を提供する。この方式では無線電波が弱い場所でも高いスループットのサービスを提供できる。
図2を参照して別の利用シーンの一例を説明する。
図2は本実施形態を利用したサービスイメージの他の一例である。このサービスイメージでは屋外の環境を示している。ビルの窓には広告、ニュース等の動画もしくは静止画像を表示する複数のデジタルサイネージスクリーン20があり、さらにプロジェクションマッピング21やビルの窓による鏡像デジタルサイネージ22を利用し、広告、ニュース等の動画もしくは静止画像をビルの壁面に投影している。本実施形態ではこのような環境において歩行者の携帯端末もしくは自動車、バス等で移動中の携帯端末等の移動端末220の性能を大幅に拡張するため、無線技術、例えばWiFi、4G、5G等に加えてデジタルサイネージや投影された画像を利用し、携帯端末のスループットを上げるため新たな光サプリメンタルダウンリンク312を構成する方法と装置を提供する。この方式では無線電波が弱い場所でも高いスループットのサービスを提供できる。
図3を参照して通信システム構成の一例を説明する。
図3は本実施形態の実現例を示す。ここでは既存の通信サービスとして携帯電話サービスを考えており、通信端末は無線によるLTE、5G等のモバイルサービス用であるが、同時にデジタルサイネージの表示部もしくは投影された画像を撮像する光サプリメンタルダウンリンク312通信用の撮像部201を持つ。表示部100は、表示制御装置101において、サイネージコンテンツサーバー150からのコンテンツデータ(映像信号)に携帯端末で使用する光サプリメンタルダウンリンクデータを重畳した画像を表示する。デジタルサイネージのコンテンツデータを格納するサイネージコンテンツサーバー150はブロードバンドインターネット400経由で表示制御装置101へ接続されており、光サプリメンタルダウンリンクデータを生成・送出するBBU(Baseband Unit)300もブロードバンドインターネット400経由あるいは光ファイバ等で表示制御装置101へ接続されている。画像処理サーバー119はブロードバンドインターネットに接続されるか、あるいは、LTE、5G等のモバイル網内に接続されていてもよい。表示部100は壁掛け型のディスプレイでもあるいは投影用のプロジェクタでもよい。通信端末200はこの表示制御装置101との通信、特にアップリンク信号のためのRFモバイル通信311等の通信手段を有する。このアップリンクの通信手段は無線でも有線でもなんらかの通信手段であれば良い。この図ではアップリンクもRRH(Remote Radio Head)301を用いたLTE、5G等の携帯電話網310のインタフェースを利用しているが、例えばイーサネット(登録商標)経由でもWiFi経由でも良い。
図4を参照してシステム構成の一例を説明する。
図4に、図3のシステム構成における各装置の詳細なブロック図の例を示す。この例では携帯サービス用の通信システム、BBU(Baseband Unit)300は携帯サービス用のRRH(Remote Radio Head)301への通常のプロトコルスタックに加え、本実施形態で使用する表示制御装置101への光サプリメンタルダウンリンク312用のプロトコルスタックとして、携帯サービスの論理チャンネルの再送機能(ARQ)を持つOLC(光リンクコントロールレイヤ)、さらにO-MAC(光サプリメンタルダウンリンク312用MACレイヤ)及びO-PHY(光サプリメンタルダウンリンク312用PHYレイヤ)に変換する。O-PHYは表示制御装置へのインタフェースによるため表示していないが、例えば前図のような構成ではイーサネットとなる。またこのOLC、O-MACは本図のようにBBU300内ではなくBBU300に接続する外部装置でも、あるいは表示制御装置101内に置いても良い。表示制御装置101はサイネージコンテンツサーバー150とのネットワークインタフェース105とBBU300とのインタフェースを持ち、さらに表示部100へのインタフェースを持つ。また通信端末200は通常の携帯電話網310のインタフェース(RF受信機206)に加え光サプリメンタルダウンリンク312用の撮像部201を含むインタフェースを持つ。この図において表示部100は表示映像のサイネージ表示を行う、あるいはビル壁面へのプロジェクションを行う。表示制御装置101は通信端末200へ光サプリメンタルダウンリンク312を提供する。ブレンド処理部102はベースバンド処理部107で送信符号化処理あるいは変調処理された送信データとサイネージの映像データのブレンド処理を行う。再生処理部103はサイネージ映像の再生制御を行う。データストレージ104はサイネージデータの記憶保存をする。再生処理部103はデータストレージ104より、再生処理を行う。ネットワークI/F1105は表示制御装置101上にあり、ブロードバンドインターネットを介したサイネージサーバー150向けのインタフェース。アロケーション処理部106は送信データの表示部100上のピクセルへのアロケーションを行う。ベースバンド処理部107は送信データの符号化および変調などのL1の処理を行う。通信プロトコル処理部108は送信データのチャネル処理や再送処理などのL2の処理を行う。ネットワークI/F2109は表示制御装置101上にあり、ブロードバンドインターネット400あるいはCPRIなどを介したBBU300向けインタフェース。サイネージコンテンツサーバー150は静止画または動画の広告コンテンツ等のサイネージコンテンツをブロードバンドネットワーク400を介し表示制御装置101へ提供する。通信端末200は表示制御装置101より提供される光サプリメンタルダウンリンク312の受信および復号処理を行う。撮像部201は通信端末200上にあり、受光した映像のズーム処理、ピント処理、及び分光等の光学的な処理行い、センサーを用いたO/E変換も行う。映像処理部202は撮像部201で受信した映像データから、あらかじめ別途用意していたサイネージデータを減算処理することにより、干渉の低減を行う。端末カメラアプリ203はサイネージデータの映像を利用するアプリケーションプログラム。サブストラクションデータ管理部204は映像処理部202で利用する減算処理のためのサイネージデータの管理および記憶保存を行う。物理レイヤ205はLTE、5G等のRF向け、および光通信向けL1の機能を提供する。画像処理サーバー119は通信端末が撮像した画像データから2次元コード及び試験パターンの読み出しを行う画像処理機能を持つ。
図5を参照してセグメントの構造の一例を説明する。表示部100は複数のセグメント121からなり、各セグメント121は複数のピクセル120からなっている。このデジタル画像を利用してサプリメンタルダウンリンクを送る構成単位として、ピクセルより大きな単位セグメント121を使用することにより悪い通信環境でも通信を実現できる。
図6を参照して通信サイクルの一例を説明する。図6では通信サイクルのフローを示す。使用するピクセルのアダプテーションを通信状況に応じて実行するトレーニング処理ステート420、光サプリメンタルダウンリンク312の通信を行う通信ステート421、通信の誤りを検出する誤り検出処理ステート422を有し、誤りを検出した場合にはトレーニング処理ステート420に戻り再度使用するピクセルのアダプテーションそして通信処理をサイクリックに行い、通信の終了まで本サイクルを実行する。
図7を参照して第1の手段の第1のオプションの一例を説明する。第1の手段の第1のオプションでは表示制御装置は2次元コードを使用した2次元パイロットシンボルの送出424を表示部により行う。通信端末はAFピント調整428を行なったのち撮像結果を既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を使用して画像処理サーバーに画像送信444し、画像処理サーバーは画像受信445を行ない、その結果から2次元パイロットシンボル検出433を行う。この2次元パイロットシンボル検出結果報告423を通信端末に対して同じく既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)により行う。通信端末はこの検出報告により時刻の同期処理431を行う。表示制御装置は2次元パイロットシンボル検出結果報告423を受信し、2次元パイロットシンボル401が受信出来ていない場合にはセグメントサイズ調整427によりセグメントサイズを大きくし再度トレーニング処理を行う。もし2次元パイロットシンボル401が受信出来ている場合には第2の手段に移行する。
図8を参照して第1の手段の第1のオプションの2次元パイロットシンボル401の検出処理の一例を説明する。2次元パイロットシンボル401としてQRコード(登録商標)を利用する場合、通信端末200はまず切り出しシンボル検出463を行う。切り出しシンボル462が検出出来なかった場合はズーム補正429によりズーミングを行なったのち再度検出を行う。QRコードには切り出しシンボル462が最低3個含まれており、またこのQRコードの切り出しシンボル462はA、Bのどの位置でも必ず黒セルと白セルの比率は同一であるため、撮像した画像が回転していても切り出しシンボルの位置より回転角度を認識することが出来る。またQRコードのアライメントパターンにより歪みによるドットの位置ズレを検出でき、最低3点検出される切り出しシンボルの位置関係からアフィン変換等で歪み補正430を行う。さらに反射された画像に対応するためこの正像鏡像検出機能432によりこの3点の切り出しシンボルを使用して正像か鏡像かの検出を行い、2次元パイロットシンボルデータ読み出し466を行う。
図9を参照して第1の手段の第1のオプションの2次元パイロットシンボル401としてQRコードを使用した場合の一例を説明する。2次元パイロットシンボル401は事業者を識別する事業者ID、基地局を識別する基地局ID、表示部を識別するスクリーンID、また複数の2次元パイロットシンボル401を使用する場合には各2次元パイロットシンボル401を識別するための2次元パイロットシンボルマップIDから構成されている。また2次元パイロットシンボルフレーム402を特定の時間に表示することにより時刻の同期を可能とする。
図10を参照して第1の手段の第2のオプションの処理フローの一例を説明する。
表示制御装置101は画像データに重畳した制御フレームを制御フレーム表示441により表示部100にて表示する。通信端末200は撮像した表示部100の画像のコントラストを最大にするAF(自動フォーカス)・ピント調整428、ズーム調整/歪み補正等の信号処理447を行ったのち、制御フレームが受信出来ているかを信号結果送信により既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を使用して表示制御装置101に送る。表示制御装置101は定められた数のセグメント数を正常に復号出来ていない場合はセグメントサイズ調整427によりセグメントサイズを変更し、再度トレーニング処理を行う。通信端末はさらに制御フレームのプリアンブル481を利用してフレームの同期処理を行う。通信端末200は撮像を続け再度トレーニング処理に入るか第2の手段に移行するかを決定する。
図11を参照して第1の手段の第2のオプション、第2の手段の第3のオプション及び第3の手段で使用する時間軸上のフレームの一例を説明する。このフレームには同期のためのプリアンブル481があり、その後ろに制御もしくはデータフレームが入る。第1の手段の第2のオプション及び第2の手段の第3のオプションではプリアンブル付き制御フレーム412およびデータフレーム413を用い、第1の手段の第1のオプション、第2の手段の第2のオプション及び第3の手段ではプリアンブルの無い、制御フレーム414およびデータフレーム415を用いる。このフレームをセグメント毎に使用する。
図12を参照して第2の手段の第1のオプションの処理の一例を説明する。このオプションでは通信端末は検出パイロットリスト送信453により検出した第1の手段の第1のオプションで検出した2次元パイロットシンボル401のリストを既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を使用して表示制御装置に送る。通信端末は検出パイロットIDリストを送出後、撮像した結果を第3の手段に入るまで画像処理サーバーに送り続け、もし画像処理サーバーから撮像した画像が試験パターンであるとの報告を受けた場合、第2の手段の第2のオプションと認識する。試験パターンであるとの報告がない場合は表示部の撮像を続け自動的に第3の手段に入り、迅速にサプリメンタルダウンリンクの受信に入れる。この場合第3の手段では検出された2次元パイロットシンボル401の近傍を使用してサプリメンタルデータ通信を行う。
図13を参照して第2の手段の第1のオプションにおけるサプリメンタルダウンリンク通信のためのセグメントの決定の一例を説明する。通信端末200は表示部120の撮像を行う。この一例では通信端末の撮像範囲482は表示部120より大きい。表示部120には18個の2次元パイロットシンボル401が表示されている。通信端末が全ての2次元パイロットシンボル401を受信出来たことを既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を使用して表示制御装置に送った場合、表示制御装置は撮像範囲484内の2次元パイロットシンボル401の位置より確定される表示部483の全てのセグメントが使用可能として第3の手順に入る。
図14を参照して第2の手段の第1のオプションにおけるサプリメンタルダウンリンク通信のためのセグメントの決定の他の一例を説明する。通信端末200は表示部の撮像を行う。この一例では通信端末の撮像範囲482は表示部120より小さい。この撮像範囲482には1個の2次元パイロットシンボル401が表示されており、検出された2次元パイロットシンボル401としてこの1つの2次元パイロットシンボルIDが表示制御装置に既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を使用して送られる。表示制御装置はこの撮像範囲484内の2次元パイロットシンボル401の近傍483が使用可能として第3の手順に入る。この近傍の形状は矩形でも円形でもまた他の形状でも良く、近傍のサイズは撮像範囲484内のあらかじめ定めたものとする。また以前に通信に成功した結果を利用しても良く、AIの活用も可能である。
図15を参照して第2の手段の第2のオプションの処理の一例を説明する。表示制御装置は第1の手段の結果を通信端末の検出2次元パイロットシンボルIDリスト送信438により検出された2次元パイロットシンボルIDのリストを既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を使用して受け取る。その結果によりセグメントサイズを決定し、誤り率測定のためのブロックサイズの決定を、セグメントサイズ決定ブロックへのマッピング434により行う。ブロックには2次元試験パターンに加え誤り検出または誤り訂正符号が含まれる。ここで表示制御装置は試験パターン表示436により2次元試験パターンを表示部に表示する。この試験パターンを通信端末は撮像449により撮像し、その結果を画像送信451により既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を使用して画像処理サーバーに送る。画像処理サーバーが画像受信454により通信端末の撮像した画像を受信し、認識したブロックによりブロック毎の誤り率をブロック毎の誤り率の測定450により行い、その結果として誤り率を誤り率報告455により既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を使用して通信端末に送る。通信端末はこの受信により、誤り率報告455により既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を使用して表示制御装置に送る。通信端末は画像の撮像を続け、その結果を画像処理制御サーバー119に送り、もし高い誤り率の報告を受信するならば再度トレーニングが必要と判断し、そうでなければ第3の手段に移行する。表示制御装置は誤り率判定437により誤り率が適正であるかを判断し、あらかじめ定められた閾値以下ならば第3の手段に移行する。もし誤り率が閾値以上ならばセグメントサイズ決定ブロックへのマッピング434に戻りセグメントサイズ、ブロックサイズを変更し、再度トレーニングを行う。この閾値としては前回に通信に成功した時の値を使用しても、またAIにより学習しても良い。また画像処理サーバー119の機能を通信端末200で行っても良い。
図16を参照して第2の手段の第2のオプションで使用する2次元試験パターンの構造の一例を説明する。この試験情報は各セグメント毎のピクセルの色相、輝度を変えたドットからなる空間上のデジタル2次元画像からなり、これを特定の時間間隔で表示することにより実現する。この時間間隔はあらかじめ定められた時間とし、前記の第1の手段による基準時刻を利用して検出する。この試験パターンにより表示部と通信端末間で使用可能な解像度とセグメントを決定する。この試験パターンは第一の手段で使用していないセグメントや使用していない時間に試験情報として映像信号に重畳して送られる。この第2のオプションでは、第1の手段で決定された解像度に基づき隣り合ったセグメントに異なる色相及び、もしくは輝度を与えることによってセグメントの識別を行う。この場合隣り合うセグメントを識別するためには4色定理により少なくとも4つの異なる情報を隣り合うセグメントに与える必要がある。この4つの異なる情報としては直交しているか、少なくとも準直交している必要がある。ここでRGBによる色相及び輝度による多値信号の利用が可能であり、複数のフレームを利用せずに1つのフレームで試験を行うことが出来る。この直交符号として例えばWalsh符号の利用が可能である。図16ではSF=4のWalsh符号を用いた例を説明している。SF=4のためセグメントの識別の単位は2x2のセグメント121からなる。この2x2のセグメント121からなる9個のセグメントからなる構造100を例にとり説明する。
SF=4のWalsh符号は
W(0,4) = 1, 1, 1, 1
W(1,4) = 1, 0 , 1, 0
W(2,4) = 1, 1, 0,-1
W(3,4) = 1, 0, 0, 1
であり、S0、S1、S2、S3を下記とする。ここでS0、S1、S2、S3内の各要素は2x2のセグメント121の各セグメントに対応する。例えば2x2のセグメント121の左上はS0ではW1とする。ここで9個のセグメントからなる構造100ではW1の隣り合う周囲にはW1は存在せず、W2の隣り合う周囲にはW2は存在せず、W3の隣り合う周囲にはW3は存在せず、W4の隣り合う周囲にはW4は存在せず。W1、W2、W3、W4は直交しているため各セグメントの識別が可能である。
Figure 0007084967000001
ここで最初の3ビットをR、G、Bに割り当て、最後を輝度Lとすれば1つのフレームで最小4つの情報を送ることが出来、最小の時間で隣り合うセグメントの識別が可能である。また色相を確実に検出するために、正しい色調を認識するためのホワイトバランス用に最初の3ビットを使用すれば、通信ステートにおいて正しい色調を検出することが出来、色相を利用した多値信号の利用も可能となる。前記の例では4ビットのWalsh符号を利用したが他の直交符号あるいは環境によっては準直交符号の使用でも良い。またここでは4色定理に従い、隣り合う4つのセグメントの識別を行うために4ビットのWalsh符号を使用したがさらに多いセグメントの識別ができるよう多値信号を利用し長い符号を利用することも可能である。また複数の映像フレームを利用することも可能である。但し試験情報を送るフレーム数が増大し処理時間がかかるため移動体通信ではフレーム数の増加に注意する必要がある。このオプションではRGB値も多値とすることにより、複数のセグメントから構成されるブロックに、セグメント全体が多値信号からなる擬似ランダム符号となるような信号を表示部に送ることによりビット誤り率の測定が可能となる。このブロックサイズの決定は第1の手段の結果としての解像度情報をベースには画像処理サーバーで決定する。例えば表示部の多くのセグメントが使用可能であるならば短い擬似ランダム符号で良く、従って少ない数のセグメントからなるブロックで良い。このブロックのサイズは検出すべきビット誤り率を踏まえ、固定のブロック数で良い。ここで例えば一つのセグメントに128諧調が使用できるとすると8ビット割り付けが可能であり、16個のセグメントを1ブロックとすることにより128ビットのデータを送ることが出来る。このためにこの情報を重畳する画像信号のフレームをこの第2の手段のために使用することとなる。人間の目の時間残像は50msから100msであるため、例えば60fpsの映像情報であれば1画像フレームは16.7msであるため問題なくある画像フレームを第2の手段として利用できる。また第2の手段として1秒間の間に複数の画像フレームを使うことも目の残像時間を利用すれば可能である。この方法であれば時間軸上のストリームを利用する方式よりも単に画像の1フレームを使用するため、処理の1サイクルの時間を短縮するとともに、さらに誤り検出符号の代わりに前方誤り訂正符号(FEC)を使うことにより性能を上げられ、既存のディスプレイ、プロジェクターとの親和性も良い。誤り検出符号または前方誤り訂正符号により誤り率の測定も可能である。
図17を参照して第2の手段の第3のオプションの処理の一例を説明する。この例では第1の手段として第2のオプションを使用している。表示制御装置は第1の手段の結果を使用可能セグメントID送信426により第1の手段の第2のオプションに結果得られた使用可能なセグメント情報を既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を使用して受け取る。その結果に使用セグメント決定442により使用するセグメントを決定し、誤り検出または誤り訂正符号を加えた試験ストリームを試験ストリーム表示436によりデータフレームとして表示部に送る。通信端末はストリーム受信439によりデータフレームを受信し、誤り率測定440の結果を誤り率報告455により既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を使用して表示制御装置に送る。通信端末は画像の撮像を続け、その結果もし再度試験ストリーム受信したならばトレーニング処理を続け、そうでなければ第3の手段に移行する。表示制御装置は誤り率判定437により誤り率が適正であるかを判断し、あらかじめ定められた閾値以下ならば第3の手段に移行する。もし誤り率が閾値以上ならば使用セグメント決定442に戻り、再度トレーニングを行う。この閾値としては前回に通信に成功した時の値を使用しても、またAIにより学習しても良い。また画像処理サーバーの機能を通信端末で行っても良い。
図18を参照して第3の手段の処理の一例を説明する。表示制御装置はサプリメンタルダウンリンクのデータをサイネージデータに重畳したユーザデータの送信処理456によりデータフレーム403として画像データに重畳して表示部に送る。通信端末は表示部に表示された画像を撮像し,受信信号処理459によりデータフレームからサプリメンタルダウンリンクデータを抽出する。ここであらかじめ他の手段で送られたサイネージの画像データを符号化したデータが通信端末にあれば、画像データ(ノイズ)サブストラクション460によりその画像データを使用して精度の高いサプリメンタルダウンリンクデータの抽出が可能である。このデータフレームには誤り検出または誤り訂正符号を含むため、通信端末は誤り率報告455によりデータフレームの誤り率を既存の無線通信手段(WiFi,3G,4G,5G等)を使用して表示制御装置に送る。表示制御装置は誤り率判定457により誤り率が適正であるかを判断し、あらかじめ定められた閾値以下ならばそのまま通信を続行し、もし閾値以上なら再度トレーニング処理を行う。この閾値としては前回に通信に成功した時の値を使用しても、またAIにより学習しても良い。また通信端末の機能を画像処理サーバーで行っても良い。
図19を参照してセグメントフレームの一例を説明する。
セグメントフレームには制御フレームとデータフレームがあり、これらはデータ領域で時間軸方向に流れる。
2次元パイロットシンボル401を使用しない場合は、同期および、参照信号の目的でプリアンブルを伴ったフレーム構成となる。LED等の単一光源照明の場合はこの方式である。
他方、2次元パイロットシンボル401がある場合、同期のための基準時間および参照信号を存在するので、プリアンブルを伴わず、かついくつかの情報、例えば基地局ID、事業者ID、スクリーンIDなどは2次元パイロットシンボル401内にエンコード内包されているので、フレーム内になくともよい。サイネージ、プロジェクションマッピング等のスクリーンの場合はこの方式である。
図20を参照してデータフローの一例を説明する。
図20では光サプリメンタルダウンリンク312のデータフローの一例と請求項16に記載した前方誤り訂正の実現の一例を示す。詳細なブロック図で説明した再送機能を持つパケット化されたOLC(光リンクコントロールレイヤ)のPDU(プロトコルデータユニット)404をLayer2の制御信号により冗長化及びスクランブルのために多重かつ結合し、符号化レート制御部407は通信端末200から報告された誤り率を元に必要な冗長性を決定し、前方誤り訂正符号を生成し、誤り訂正可能なスーパーフレーム406を生成する。このスーパーフレーム406は全ての使用可能なピクセル向けのトランスポートブロック410を含み、符号化方式によりハッシュ関数により生成したハッシュテーブルにより表示部の各ピクセル向けのトランスポートブロック410を生成し、このトランスポートブロック410を表示部100に送る。これにより通信端末200において一部のセグメントからのデータが復号できなくともスーパーフレームを前方誤り訂正により復元できる。
図21を参照して光リンクコントロールフレーム(Optical Link Control Frame)の一例を説明する。
図21はOLC(光リンクコントロール)のPDU(プロトコルデータユニット)404の一例を示す。このOLC PDU404は携帯サービスのPDCPから来る無線ベアラ毎に生成し、シーケンス番号を備えており、ベアラ毎の再送制御が可能である。またベアラのタイプにより、再送制御の必要不必要の設定ができる、この制御はレポートフラグにて行う。その後OLC PDUはスーパーフレーム406としてMUXされ、トランスポートチャンネルに図20のごとくマッピングされる。
図22(映像データの減算処理)を参照して通信端末にサイネージの表示映像のソースデータのコピーを持つ場合の構成の一例を説明する。
図22は通信端末200にサイネージの表示映像のソースデータのコピーを持つ場合の構成の一例を示す。通信端末200には表示制御装置101において使用するデコード前の映像のソースデータを他の手段、例えばUSBディスクあるいはWiFi、LTE、5G等により通信端末内部のサブストラクションデータ管理部204に記憶しておく。表示制御装置101ではデコード前の映像のソースデータは符号器111でデコードされ、光サプリメンタルダウンリンクデータを重畳したのちに表示部100に表示する。この表示データを通信端末200は復号するが、通信端末200のサブストラクションデータ管理部204に記憶されているデコード前の映像のソースデータをファイルコンテナ内のメタデータに基づき、使用されているコーデック種別(例えばH.265/VP9/VVC等)でデコードし、これを受信したサプリ面あるダウンリンクのデータから混合器112で減算すれば残りのデータは光サプリメンタルダウンリンク312の制御及びデータフレームとなる。これにより飛躍的なSNRの改善が図れる。
データの重畳方式
図23(映像・通信重畳手法例)を参照して映像・通信重畳手法の一例を説明する。
図23は前記映像情報に光サプリメンタルダウンリンクデータ312を重畳するブロック図の一例を示す。ここでは1例として100Hzのリフレッシュレートをもつ8Kの解像度のLEDスクリーンにM =512の多値PAM変調した光ダウンリンクデータ312を重畳するケースで説明する。ここでデジタルサイネージもしくはプロジェクションマッピングで使用する映像情報データは例えばH.265に符号化されている映像のソースデータをデコードし得られた輝度信号(Y)、青色成分の差分信号(U)、赤色信号の差分信号(V)のYUVカラーモデルから3原色RGBカラーモデルに変換し、各色信号毎のR/G/Bに分離する。この映像信号のリフレッシュレートは100Hzとする。光サプリメンタルダウンリンクデータ312はシリアル信号をRGB多重の為に3つの信号にS/P変換115を使用して分離し、PAM変調器114にて512値のパルス振幅変調を行う。変調された信号はRGBに分離した映像信号に混合器112にて重畳する。この映像信号を表示部100に送る。通信端末200では受像部211を構成するレンズ215とセンサ214で撮像したデータからRGB信号を作成し、そのRGB信号にサイネージデータをノイズデータとして受信RGB信号から減算処理し、信号対雑音比を改善する。減算処理後の信号をPAM復調器にて光サプリメンタルダウンリンク信号に復調する。それでも信号対雑音比が不足している場合、請求項16のように通信データに前方誤り訂正符号化を行い、符号化による冗長による処理利得を稼ぐことも出来る。ここではRGBカラーモデルを使用したが、他のカラーモデルでも良い。また変調方式も他の方式、例えばPPM等を利用してもよく、そのレートも必要な信号対雑音比によって決定する。映像圧縮方式に関してもH.265以外のVP8やVVCを使用してもよい。
10 単一光源照明(LED照明)
20 デジタルサイネージスクリーン
21 プロジェクションマッピング
22 ビルの窓による鏡像デジタルサイネージ
100 表示部
101 表示制御装置
102 ブレンド処理部
103 再生処理部
104 データストレージ
105 ネットワークI/F1
106 アロケーション処理部
107 ベースバンド処理部
108 通信プロトコル処理部
109 ネットワークI/F2
111 符号器
112 混合器
113 記憶装置
114 PAM変調器
115 シリアル/パラレル変換
116 発振器
117 YUV/RGB変換器
118 減算器
119 画像処理サーバー
120 ピクセル
121 セグメント
150 サイネージコンテンツサーバー
200 通信端末
201 撮像部
202 映像処理部
203 端末カメラアプリ
204 サブストラクションデータ管理部
205 物理レイヤ
206 RF受信機
207 プロトコルスタック2
208 ユーザアプリケーション
209 復号器
210 サブストラクション同期制御部
211 受光部
212 映像アプリケーション
213 パラレル/シリアル変換
214 光センサ
215 レンズ
216 偏光器
217 PAM復調器
220 移動端末
300 BBU
301 RRH
302 プロトコルスタック1
303 ネットワークI/F3
310 携帯電話網
311 RFモバイル通信
312 光サプリメンタルダウンリンク
400 ブロードバンドインターネット
401 2次元パイロットシンボル
402 2次元パイロットシンボル表示画像フレーム
403 データフレーム
404 OLC PDU
405 MUX/コンカチネーション
406 スーパーフレーム
407 符号化レート制御部
408 クロック
409 ハッシュ生成部
410 トランスポートブロック
411 SF-PDU
412 セグメントフレーム(2次元パイロットシンボルを使用しない場合の制御フレーム)
413 セグメントフレーム(2次元パイロットシンボルを使用しない場合のデータフレーム)
414 セグメントフレーム(2次元パイロットシンボルを使用する場合の制御フレーム)
415 セグメントフレーム(2次元パイロットシンボルを使用しない場合のデータフレーム)
420 トレーニング処理ステート
421 通信処理ステート
422 誤り検出処理ステート
423 2次元パイロットシンボル検出結果報告
424 2次元パイロットシンボル表示
425 最適セグメントサイズ判定
426 セグメントID及びオプション選択情報送信
427 セグメントサイズ調整
428 AF・ピント調整
429 ピント補正及びズーム補正
430 歪み補正
431 同期処理
432 正像・鏡像検出機能
433 2次元パイロットシンボル検出
434 セグメント決定及びブロックへのマッピング
435 ブロックへの試験パターンマッピング
436 試験パターンの表示
437 誤り率の閾値判定
438 検出2次元パイロットシンボルIDリスト送信
439 ストリーム及びオプション選択情報送信
440 誤り率測定
441 制御フレーム表示
442 使用セグメント決定
444 画像送信
445 画像受信
447 復号処理
448 制御情報読み出し
449 撮像
450 ブロック毎の誤り率測定
451 画像送信
452 近傍セグメント決定
453 検出2次元パイロットシンボルIDリスト送信
454 画像受信
455 誤り率報告
456 重畳ユーザデータの送信処理
457 誤り率判定
458 通信終了判定(表示制御装置)
459 受信復号処理
460 映像データの減算処理
461 通信終了判定(通信端末)
462 切り出しシンボル
463 切り出しシンボル検出
464 切り出しシンボル検出判定
465 最低3点の切り出しシンボル検出
466 2次元パイロットシンボルデータ読み出し
467 切り出しシンボル一例その1
468 切り出しシンボル一例その2
475 信号パターン1
476 信号パターン2
477 信号パターン3
478 信号パターン4
480 制御信号およびデータフレーム
481 プリアンブル
482 撮像エリア
483 通信領域
484 利用対象外エリア

Claims (17)

  1. 映像を表示する表示部として、デジタル画像を構成する可視光及びもしくは遠赤外線領域の可視光を使用する複数のピクセルからなるディスプレイ及びもしくはデジタル画像を投影する複数のピクセルからなる投影部を有し、単一もしくは複数の前記ピクセルを1セグメントとして取り扱う前記表示部を制御する表示制御装置と、前記表示部によって表示された映像を撮像する撮像部と前記表示制御装置との通信手段を有する通信端末と、撮像した画像データを前記通信端末より受け画像処理を行う画像処理機能を有する画像処理サーバーを備える通信システムであって、前記表示制御装置に、前記表示部と前記通信端末の通信に使用可能な前記表示部の解像度の決定及び前記セグメントの選択を通信状況に応じて実行するトレーニング処理ステート、前記トレーニング処理ステートのトレーニング結果に基づき前記解像度に応じて同一の色相及び輝度を各ピクセルに、前記セグメント毎に設定し通信を行う通信処理ステート、前記通信処理ステートの通信誤りを検出する誤り検出処理ステートを有し、前記通信誤りが閾値を超えた場合には前記トレーニング処理ステートに再度移行し、通信に使用する前記セグメントの選択をサイクリックに行う前記トレーニング処理ステート、前記通信処理ステート、前記誤り検出処理ステートからなる通信サイクルを有し、前記表示制御装置は、映像情報に加え前記通信端末が前記表示部を認識するための識別情報を前記表示部に表示するため第1の手段と、前記表示部において前記表示部から前記通信端末への通信に使用する前記セグメントを選択するための制御情報を前記映像情報に加え前記表示部に表示する第2の手段と、前記表示部から前記通信端末への通信に使用するデータ情報を前記映像情報に加え前記表示部に表示する第3の手段を有し、前記第1の手段は前記表示部を前記通信端末が識別するための事業者を識別する事業者ID、基地局を識別する基地局ID、前記表示部を識別するスクリーンIDを有し、前記第2の手段は前記表示部の前記セグメントを最適に選択するための試験情報、前記試験情報の作成のための前記制御情報及び前記制御情報の誤り検出のための誤り検出符号を有し、前記第3の手段はフレームが前記制御情報か前記データ情報かを識別するためのフレーム種別、情報の長さを示すフレーム長、情報の順序を示すシーケンス番号、前記表示部から前記通信端末への前記データ情報及び前記データ情報の前記誤り検出のための前記誤り検出符号を有し、前記表示部と前記通信端末間の通信を行う前記通信手段として既存の通信用のダウンリンク及びアップリンクインタフェースを持ち、その通信のための通信制御を行う制御チャンネルを持つ、通信システムの前記通信端末への通信量を、前記表示部の前記色相及び前記輝度情報をデータの伝送に利用して補完する通信システム。
  2. 前記第1の手段として、前記通信端末が前記表示部を識別するための前記事業者ID、前記基地局ID、前記スクリーンIDを埋め込んだ単数または複数の空間上の2次元コードもしくは電子透かしを特定の場所の前記セグメントの特定の時間に前記表示部に表示するか、または前記映像情報に重畳して前記表示部に表示し、通信の確立のための2次元パイロットシンボルとして用いる請求項1の通信システム。
  3. 前記第1の手段として、前記通信端末が前記表示部を識別するための前記事業者ID、前記基地局ID、前記スクリーンIDを同期及び識別のためにプリアンブルと共にシリアルなビット列からなる制御フレームとして、通信の確立のため前記映像情報に重畳して送る請求項1又は請求項2のいずれか一項の通信システム。
  4. 前記第2の手段として前記表示部から前記通信端末への通信に使用する前記セグメントの選択を行うため各前記セグメントの前記色相及びもしくは前記輝度を変えた単一もしくは複数の空間上の2次元画像からなる試験パターンを前記試験情報として特定の時間間隔で前記映像情報に重畳して前記表示部に送り、前記第1の手段として前記2次元コードもしくは前記電子透かしによる前記2次元パイロットシンボルを使用する場合には、前記2次元パイロットシンボルを表示する特定の前記セグメントの場所の前記2次元パイロットシンボルを送る特定の時間以外の時間に、前記試験パターンを前記試験情報として前記映像情報に重畳して送る請求項2の通信システム。
  5. 前記第2の手段として前記表示部から前記通信端末への通信に使用する前記セグメントの選択を行うため各前記セグメントの前記色相及びもしくは前記輝度を変えた単一もしくは複数の空間上の2次元画像からなる試験パターンを前記試験情報として特定の時間間隔で前記映像情報に重畳して前記表示部に送るシステムにおいて2次元画像の前記試験パターンを各セグメント毎に直交もしくは準直交するように表示部に送る請求項1、請求項2、及び請求項3のいずれか一項の通信システム。
  6. 前記第2の手段として、前記表示部から前記通信端末への通信に使用する前記セグメントの選択を行うため各前記セグメントの前記色相及びもしくは前記輝度を変えた単一もしくは複数の空間上の2次元画像からなる試験パターンのセグメントの前記試験情報をデータストリームとして時間軸上のフレームとして送るため、前記フレームが前記制御情報か前記データ情報を含むかを識別するための前記フレーム種別、情報の長さを示す前記フレーム長、前記セグメントの位置を示すセグメントID、解像が可能な解像度レゾリューションインデックス及び制御フレームの誤り検出のための前記誤り検出符号を、特定の時間間隔で前記試験情報として前記映像情報に重畳して前記表示部に送り、前記第1の手段として前記2次元コードもしくは前記電子透かしによる前記2次元パイロットシンボルを使用する場合には、前記2次元パイロットシンボルを表示する特定の前記セグメントの場所の前記2次元パイロットシンボルを送る特定の時間以外の時間に、ビット列からなるフレームとして前記表示部の前記セグメントに送る請求項2の通信システム。
  7. 前記第3の手段の前記データ情報として、前記第1の手段として前記2次元コードもしくは前記電子透かしによる前記2次元パイロットシンボルを使用しない場合には、前記セグメントの前記映像情報に加え、同期及び識別のためのプリアンブル、前記フレームが前記制御情報か前記データ情報かを識別するための前記フレーム種別、情報の長さを示す前記フレーム長、情報の順序を示す前記シーケンス番号、前記表示部から前記通信端末への前記データ情報及びフレーム誤りを検出するための前記誤り検出符号を含むビット列を前記表示部の1セグメントもしくは1セグメント以上に空間的に拡散して前記表示部に送る請求項2、及び請求項4のいずれか一項の通信システム。
  8. 前記第3の手段の前記データ情報として、前記第1の手段として前記2次元コードもしくは前記電子透かしによる前記2次元パイロットシンボルを使用する場合には、前記2次元パイロットシンボルを表示する特定の前記セグメントの場所の前記2次元パイロットシンボルを送る特定の時間以外の時間に、もしくは前記第1の手段で使用する特定の場所以外の前記セグメントの前記映像情報に前記フレームが前記制御情報か前記データ情報かを識別するための前記フレーム種別、情報の長さを示す前記フレーム長、情報の順序を示す前記シーケンス番号、前記表示部から前記通信端末への前記データ情報及び前記フレーム誤りを検出するための前記誤り検出符号を含むビット列を前記表示部の1セグメントもしくは1セグメント以上に空間的に拡散して前記表示部に送る、請求項7の通信システム。
  9. 前記表示部において表示している前記映像をAF(自動フォーカス)-ピント処理、ズーム処理を行なった上で、撮像した前記画像データを前記画像処理サーバーへ送信し、前記画像処理サーバーにおいて行われる前記2次元パイロットシンボルの検出処理の結果報告を受け取り、前記2次元パイロットシンボルを撮像した時間を時間軸の基準点とする時間軸の同期処理を行った後、それを前記表示制御装置への前記通信手段を用いて報告する前記通信端末と、その報告の結果より前記2次元パイロットシンボルサイズを変更するアダプテーション処理を行う前記表示制御装置を有し、前記2次元パイロットシンボルが受信できた場合、前記通信端末よりアタッチ要求を送出し、その結果前記通信端末にアタッチ成功、検出パイロットリストの送信を要求する前記表示制御装置による第1のトレーニング処理と、前記2次元パイロットシンボルが受信できた場合に前記通信端末より復号できた前記2次元パイロットシンボルのリストを送り、そのリストをもとに送信ストリームのレートの決定及びセグメントのアロケーションの決定、データの誤り訂正符号の符号化レートを決定し、試験ストリームを生成し送信し、前記通信端末はこれを撮像し、その画像データを前記画像処理サーバーへ送信し、前記画像処理サーバーにてデータの復号を行い、受信可能な前記セグメントの位置を示すセグメントIDの特定と前記誤り訂正符号を含むビット列のビット誤り率の計算を行い、その結果を前記通信端末へ送信し、その受信結果を前記通信端末から前記表示制御装置に報告し、これを元に再度前記送信ストリームのレートの決定及び使用する前記セグメントのアロケーションの決定、サプリメンタルダウンリンクのデータの前記誤り訂正符号の前記符号化レートの決定を行い、再度前記試験ストリームの生成/送信を行う第2のトレーニング処理を有する請求項2、請求項4、請求項7及び請求項8のいずれか一項の通信システム。
  10. 前記通信端末は撮像した前記表示部の画像の前記AF-ピント処理、前記ズーム処理、歪み補正機能を有し、その撮像した前記画像データより制御フレームを検出し、そのフレームを時間軸の基準点とする時間軸の前記同期処理を行い、その結果を前記表示制御装置との前記通信手段を用いて報告する機能を持ち、その報告の結果より同一フレームを使用する前記セグメントのサイズを変更する前記アダプテーション処理を行う前記表示制御装置を有し、前記制御フレームが受信できた場合、前記通信端末より前記アタッチ要求を送出し、その結果、前記通信端末にアタッチ成功、検出セグメントリストの送信を要求する前記表示制御装置による前記第1のトレーニング処理と、前記制御フレームが受信できた場合に前記通信端末より復号できた前記セグメントのリストを送り、そのリストをもとに前記送信ストリームのレートの決定及び前記セグメントのアロケーションの決定、データの前記誤り検出符号レートを決定し、前記表示部から前記通信端末への通信に使用する前記セグメントの選択を行うため各前記セグメントの前記色相及びもしくは前記輝度を変えた単一もしくは複数の空間上の2次元画像からなる試験パターンを生成し送信する機能を有し、この前記試験パターンの受信結果を前記通信端末から報告し、これを元に再度前記レートの決定及び前記セグメントのアロケーションの決定、データの前記誤り訂正符号の前記符号化レートの決定を行い、再度前記試験パターンの生成/送信を行う前記第2のトレーニング処理を有する請求項9の通信システム。
  11. 前記表示制御装置は同一データを持つ前記フレームを単一もしくは複数のピクセルをまとめた前記セグメントに送出する機能を有し、前記通信端末が撮像した領域内の前記セグメントからの制御フレームもしくはデータフレームに誤りを検出した場合、前記通信端末は前記表示制御装置との前記通信手段により誤り検出結果を元に検出セグメントリストを送信する機能を持ち、前記表示制御装置はその前記検出セグメントリストにより通信可能セグメントを特定し、また設定した前記検出セグメントリストを元に閾値により使用するセグメント数を変更する再アロケーション機能により通信処理を実行する請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6、請求項7、請求項8、請求項9及び請求項10のいずれか一項の通信システム。
  12. 前記表示部として単一光源照明を使用する請求項1、請求項3、請求項4、請求項6、請求項7、及び請求項8のいずれか一項の通信システム。
  13. 前記表示制御装置は複数の前記表示部へのインタフェースを有し、複数の前記表示部に対して光サプリメンタルダウンリンクデータをマッピングし、前記映像情報に重畳して送出する機能を有し、前記通信端末には前記スクリーンIDを認識する機能を有し、複数の前記表示部からのデータを復号する請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6、請求項7、請求項8、請求項9、請求項10、請求項11及び請求項12のいずれか一項の通信システム。
  14. 前記表示制御装置には前記2次元パイロットシンボルの位置を示す2次元パイロットシンボルIDを前記2次元パイロットシンボルに埋め込む機能を有し、前記通信端末には前記2次元パイロットシンボルIDより復号化した前記2次元パイロットシンボルの位置を特定する手段を有し、復号化できた前記2次元パイロットシンボルIDの近傍の特定の領域のみを制御フレームとデータフレームの送信に使用する請求項2、請求項4、請求項7、及び請求項8のいずれか一項の通信システム。
  15. 前記通信端末と前記表示制御装置に光サプリメンタルダウンリンクデータのデータレートより高いレートの制御フレーム及びデータフレームに同期した符号の生成手段を有し、前記表示制御装置には前記制御フレーム及び前記データフレームのデータストリームをその前記符号生成手段により生成した符号により拡散する手段を有し、その拡散されたデータを前記映像情報に重畳し、前記通信端末では前記通信端末内の符号器の前記符号生成手段により生成した符号を元に逆拡散することによって通信データの処理利得を得る請求項1、請求項2、請求項4、請求項5、請求項6、請求項7、請求項8、請求項9、請求項10、請求項11、請求項13及び請求項14のいずれか一項の通信システム。
  16. 予め他の手段により送られた前記表示部に表示されている映像のソースの圧縮技術を含むメタデータ及び映像のソースデータを記憶する前記通信端末であり、前記表示部で表示されている映像を撮像したデータから記憶している映像の前記メタデータ及び前記映像のソースデータから映像ソースを復元し、そのソース情報を前記通信端末にて受信したデータより減算処理することにより前記表示部の前記映像情報に重畳した光サプリメンタルダウンリンクデータのみを抽出する請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6、請求項7、請求項8、請求項9、請求項10、請求項11、請求項13、請求項14、及び請求項15のいずれか一項の通信システム。
  17. 前記通信端末から他の手段により報告された前記誤り率を元に符号化方式を決定する符号化方式選択部と、それにより光サプリメンタルダウンリンクデータから前方誤り訂正符号を含む各セグメント毎の前記フレームを結合したスーパーフレームを作成する符号化部と、符号化方式からハッシュ関数を元に生成されたハッシュテーブルにより前記スーパーフレームから前記表示部の各前記セグメントにて送信するトランスポートブロックを生成し、各前記セグメント毎のデータフレームを作成する請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6、請求項7、請求項8、請求項9、請求項10、請求項12、請求項13、請求項14、請求項15及び請求項16のいずれか一項の通信システム。
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