JP4559126B2 - 映像送信方法、映像送信装置、映像送信用プログラム及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
大塚他,"FECを用いたMPEG2 over IPシステムの開発と評価",情処研究報告「分散システム/インターネット運用技術」No.024,2002
〔1−1〕第1の構成
上記の目的を達成するために、本発明の映像送信装置は、動画像の符号化情報をパケット化し、誤り訂正演算によってパケット損失を回復するための冗長なパケットを付加して、通信ネットワークへ送信する処理を行うために、(イ)ある1枚の画像を符号化した結果生じたビット量をもとに、このビット量を格納するために必要なパケット数を算出し、このパケット数と同一の数を誤り訂正符号の情報シンボル数として決定する第1の決定手段と、(ロ)第1の決定手段の決定した情報シンボル数について、符号化対象画像のピクチャ種別に応じて設定されるIピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャの比例率をそれぞれR I 、R P 、R B とするならば、R I ≧R P ≧R B となる比例率に従い、その1枚の画像のピクチャ種別に応じて情報シンボル数に比例する形で誤り訂正符号の検査シンボル数を決定する第2の決定手段と、(ハ)その1枚の画像の符号化情報から得られる全ての情報シンボルを入力して、誤り訂正演算により、第2の決定手段の決定した数の検査シンボルを生成する生成手段とを備えるように構成する。
このように、第2の決定手段は、後続の画像に対する影響が大きな画像をより厚く保護するとともに、同一種別の画像における冗長度を一定の範囲内に保つべく、誤り訂正符号の検査シンボル数を決定するように処理するのである。
また、上記の目的を達成するために、本発明の映像送信装置は、動画像の符号化情報をパケット化し、誤り訂正演算によってパケット損失を回復するための冗長なパケットを付加して、通信ネットワークへ送信する処理を行うために、(イ)ある1枚の画像を符号化
した結果生じたビット量をもとに、このビット量を格納するために必要なパケット数を算出して、このパケット数と同一の数を誤り訂正符号の情報シンボル数として決定することで誤り訂正演算に用いる情報シンボル数を特定し、この特定した情報シンボル数と予め設定された情報シンボル数の最大値とに基づいて誤り訂正演算ブロックの総数を決定して、その最大値の範囲に入る範囲でできるだけ大きく、かつ、情報シンボル数のばらつきが最も小さくなるようにと、各誤り訂正演算ブロックに入る情報シンボル数を決定する第1の決定手段と、(ロ)第1の決定手段の決定した情報シンボル数のそれぞれについて、符号化対象画像のピクチャ種別に応じて設定されるIピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャの比例率をそれぞれRI 、RP 、RB とするならば、RI ≧RP ≧RB となる比例率に従い、
その1枚の画像のピクチャ種別に応じて情報シンボル数に比例する形で誤り訂正符号の検査シンボル数を決定する第2の決定手段と、(ハ)各誤り訂正演算ブロック毎に、その1
枚の画像の符号化情報から得られる第1の決定手段の決定した数の情報シンボルを入力して、誤り訂正演算により、第2の決定手段の決定した数の検査シンボルを生成する生成手段とを備えるように構成する。
ここで、第1の決定手段は、冗長度の均一化を図るべく、各誤り訂正演算ブロックに入る情報シンボル数を決定するものであり、具体的には、パケット数をN、情報シンボル数の最大値をkMAX 、誤り訂正演算ブロックの総数をq、情報シンボル数の基本値をkBASEとするならば、
q=ceil(N÷kMAX )
ただし、ceil()は小数点以下を切り上げた整数
kBASE=floor(N÷q)
ただし、floor()は小数点以下を切り捨てた整数
により求められる
r=N−(q×kBASE)
に従って、誤り訂正演算ブロック1,2,・・・,qのそれぞれに対応する情報シンボル
数k1 ,k2 ,・・・,kq を、
(i)r=0のとき
k1 ,k2 ,・・・,kq =kBASE
(ii)r>0のとき
k1 ,k2 ,・・・,kr =kBASE+1
kr+1 ,・・・・・,kq =kBASE
という形で決定することで、各誤り訂正演算ブロックに入る情報シンボル数を決定するように処理することになる。
そして、第2の決定手段は、後続の画像に対する影響が大きな画像をより厚く保護するとともに、同一種別の画像における冗長度を一定の範囲内に保つべく、誤り訂正符号の検査シンボル数を決定するように処理するのである。
この送信手段は、そのような送信形態をとらずに、生成手段の生成した検査シンボルとその生成元となった情報シンボルとを1つのグループとして、各グループのシンボルをグループごとにまとめる形で送信するように処理することもある。
上記のように構成される本発明の映像送信装置から送信されてくるパケットを受けて、本発明に関連する映像受信装置は、誤り訂正演算によってパケット損失を回復するための冗長なパケットが付加されている、動画像の符号化情報が格納されたパケットを受信し、損失したパケットを誤り訂正演算によって回復する処理を行うために、(イ)映像送信側から通知された情報に基づいて、ある1枚の画像について、映像送信側で用いたものと同一の情報シンボル数および検査シンボル数を決定する決定手段と、(ロ)決定手段の決定した情報シンボル数および検査シンボル数を受け、1枚の画像の符号化情報から得られる可変数の情報シンボルおよび検査シンボルを入力として、その入力に対して誤り訂正演算を行う演算手段とを備えるように構成する。
本発明の映像送信装置では、n,kの値が可変な(n,k)誤り訂正符号化器を使用する。各ピクチャ単位で独立した誤り訂正演算ブロックを構成し、かつ、演算時にダミーのメディアパケットを挿入する必要がないように、ピクチャ1枚あたりの発生符号量に応じてn,kの値を変化させて誤り訂正演算を行い、FECパケットを生成して送信する。
先ず最初に、第1の実施形態例について説明する。
n−k=常に一定の値とする。すなわち、メディアパケット数情報111や符号化パラメータ情報112によらず、n−kの値はつねに同一とする。
n−k=int(k×A)+Bとする。ここで、int()は、小数部を切り捨てた整数値を返す。
k=1〜4 → n−k=1
k=5〜9 → n−k=2
k=10〜14 → n−k=3
・・・・・
となり、kの数に比例してn−kの値が増加する。すなわち、この方法2では、検査シンボル数を情報シンボル数に比例させ、冗長度を一定の範囲内に保つのである。
n−k=RI (Iピクチャの場合),n−k=RP (Pピクチャの場合),n−k=RB (Bピクチャの場合)とする。
方法2と方法3とを組み合わせて、n−kの値を決定する。
G(x)=(x−1)(x−α)(x−α2 )・・・(x−αn-k-1 )
を選択し、巡回符号の生成演算(例えば、“TECHI やりなおしのための工業数学 CQ出版社刊 p.105”参照)を行えばよい。ただし、αは体の原始元であり、8ビットシンボルのリードソロモン符号においては例えば“x8 +x4 +x3 +x2 +1=0”の根である。
次に、第2の実施形態例について説明する。
誤り訂正演算ブロック数q=ceil(メディアパケット数÷kMAX )
ただし、ceil()は小数点以下を切り上げた整数を示す
に従って、誤り訂正演算ブロックの総数qを決定する。
kBASE=floor(メディアパケット数÷q)
ただし、floor()は小数点以下を切り捨てた整数を示す
に従って決定する。
r=メディアパケット数−(q×kBASE)
と定義すると、誤り訂正演算ブロック1,2・・・qのそれぞれに対応する情報シンボル数k1 ,k2 ・・・kq は、
r=0なら
k1 ,k2 ・・・kq =kBASE
r>0なら
k1,・・・・kr =kBASE+1
kr+1,・・・kq =kBASE
のように決定される。
誤り訂正演算ブロック数q=ceil(メディアパケット数÷kMAX )
=ceil(41÷15)
=3
kBASE=floor(メディアパケット数÷q)
=floor(41÷3)
=13
r=メディアパケット数−(q×kBASE)
=41−(3×13)
=2
となる。
k1 ,k2 =kBASE+1=13+1=14
k3 =kBASE=13
となり、所望の値が得られていることがわかる。
次に、第3の実施形態例について説明する。
2 映像受信装置
11 ピクチャ符号化・パケット化器
12 メディアパケットバッファ
13 誤り訂正演算パラメータ選択器
14 誤り訂正符号生成部
15 FECパケットバッファ
16 ネットワーク送出器
21 ネットワーク受信器
22 メディアパケットバッファ
23 FECパケットバッファ
24 誤り訂正演算パラメータ選択器
25 誤り訂正演算部
26 ピクチャ復号器
141 情報シンボルレジスタ
142 誤り訂正符号演算器
143 検査シンボルレジスタ
251 シンボルレジスタ
252 シンボル訂正演算器
Claims (10)
- 動画像の符号化情報をパケット化し、誤り訂正演算によってパケット損失を回復するための冗長なパケットを付加して、通信ネットワークへ送信する映像送信方法において、
ある1枚の画像を符号化した結果生じたビット量をもとに、このビット量を格納するために必要なパケット数を算出して、このパケット数と同一の数を誤り訂正符号の情報シンボル数として決定することで誤り訂正演算に用いる情報シンボル数を特定し、この特定した情報シンボル数と予め設定された情報シンボル数の最大値とに基づいて誤り訂正演算ブロックの総数を決定して、その最大値の範囲に入る範囲でできるだけ大きく、かつ、情報シンボル数のばらつきが最も小さくなるようにと、各誤り訂正演算ブロックに入る情報シンボル数を決定する過程と、
前記決定した情報シンボル数のそれぞれについて、符号化対象画像のピクチャ種別に応じて設定されるIピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャの比例率をそれぞれRI 、RP 、RB とするならば、RI ≧RP ≧RB となる比例率に従い、前記1枚の画像のピクチャ種別に応じて当該情報シンボル数に比例する形で誤り訂正符号の検査シンボル数を決定する過程と、
各誤り訂正演算ブロック毎に、前記1枚の画像の符号化情報から得られる前記決定した数の情報シンボルを入力して、誤り訂正演算により、前記決定した数の検査シンボルを生成する過程とを備え、
前記情報シンボル数を決定する過程では、前記パケット数をN、前記最大値をkMAX 、前記総数をq、情報シンボル数の基本値をkBASEとするならば、
q=ceil(N÷kMAX )
ただし、ceil()は小数点以下を切り上げた整数
kBASE=floor(N÷q)
ただし、floor()は小数点以下を切り捨てた整数
により求められる
r=N−(q×kBASE)
に従って、誤り訂正演算ブロック1,2,・・・,qのそれぞれに対応する情報シンボル数k1 ,k2 ,・・・,kq を、
(i)r=0のとき
k1 ,k2 ,・・・,kq =kBASE
(ii)r>0のとき
k1 ,k2 ,・・・,kr =kBASE+1
kr+1 ,・・・・・,kq =kBASE
という形で決定することで、各誤り訂正演算ブロックに入る情報シンボル数を決定することを、
特徴とする映像送信方法。 - 請求項1に記載の映像送信方法において、
前記生成した検査シンボルとその生成元となった情報シンボルとを1つのグループとして、各グループのシンボルをインタリーブする形で送信する過程を備えることを、
特徴とする映像送信方法。 - 請求項1に記載の映像送信方法において、
前記生成した検査シンボルとその生成元となった情報シンボルとを1つのグループとして、各グループのシンボルをグループごとにまとめる形で送信する過程を備えることを、
特徴とする映像送信方法。 - 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の映像送信方法において、
前記検査シンボルを生成する過程では、前記決定した情報シンボル数および検査シンボル数に基づいて、複数の誤り訂正符号の中からひとつを選択して使用することを、
特徴とする映像送信方法。 - 動画像の符号化情報をパケット化し、誤り訂正演算によってパケット損失を回復するための冗長なパケットを付加して、通信ネットワークへ送信する映像送信装置において、
ある1枚の画像を符号化した結果生じたビット量をもとに、このビット量を格納するために必要なパケット数を算出して、このパケット数と同一の数を誤り訂正符号の情報シンボル数として決定することで誤り訂正演算に用いる情報シンボル数を特定し、この特定した情報シンボル数と予め設定された情報シンボル数の最大値とに基づいて誤り訂正演算ブロックの総数を決定して、その最大値の範囲に入る範囲でできるだけ大きく、かつ、情報シンボル数のばらつきが最も小さくなるようにと、各誤り訂正演算ブロックに入る情報シンボル数を決定する手段と、
前記決定した情報シンボル数のそれぞれについて、符号化対象画像のピクチャ種別に応じて設定されるIピクチャ、Pピクチャ、Bピクチャの比例率をそれぞれRI 、RP 、RB とするならば、RI ≧RP ≧RB となる比例率に従い、前記1枚の画像のピクチャ種別に応じて当該情報シンボル数に比例する形で誤り訂正符号の検査シンボル数を決定する手段と、
各誤り訂正演算ブロック毎に、前記1枚の画像の符号化情報から得られる前記決定した数の情報シンボルを入力して、誤り訂正演算により、前記決定した数の検査シンボルを生成する手段とを備え、
前記情報シンボル数を決定する手段は、前記パケット数をN、前記最大値をkMAX 、前記総数をq、情報シンボル数の基本値をkBASEとするならば、
q=ceil(N÷kMAX )
ただし、ceil()は小数点以下を切り上げた整数
kBASE=floor(N÷q)
ただし、floor()は小数点以下を切り捨てた整数
により求められる
r=N−(q×kBASE)
に従って、誤り訂正演算ブロック1,2,・・・,qのそれぞれに対応する情報シンボル数k1 ,k2 ,・・・,kq を、
(i)r=0のとき
k1 ,k2 ,・・・,kq =kBASE
(ii)r>0のとき
k1 ,k2 ,・・・,kr =kBASE+1
kr+1 ,・・・・・,kq =kBASE
という形で決定することで、各誤り訂正演算ブロックに入る情報シンボル数を決定することを、
特徴とする映像送信装置。
- 請求項5に記載の映像送信装置において、
前記生成した検査シンボルとその生成元となった情報シンボルとを1つのグループとして、各グループのシンボルをインタリーブする形で送信する手段を備えることを、
特徴とする映像送信装置。 - 請求項5に記載の映像送信装置において、
前記生成した検査シンボルとその生成元となった情報シンボルとを1つのグループとして、各グループのシンボルをグループごとにまとめる形で送信する手段を備えることを、
特徴とする映像送信装置。 - 請求項5ないし7のいずれか1項に記載の映像送信装置において、
前記検査シンボルを生成する手段は、前記決定した情報シンボル数および検査シンボル数に基づいて、複数の誤り訂正符号の中からひとつを選択して使用することを、
特徴とする映像送信装置。 - 請求項1ないし4のいずれか1項に記載の映像送信方法をコンピュータに実行させるための映像送信用プログラム。
- 請求項1ないし4のいずれか1項に記載の映像送信方法をコンピュータに実行させるための映像送信用プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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