JP5721699B2 - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

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Description

本発明は、映像伝送を行う通信装置、特に無線伝送による映像伝送を行う無線通信装置及び無線通信方法に関する。
次世代の無線通信技術の規格の一つであるＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ（次世代ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access））、あるいは映像データの圧縮方式の一つであるＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）などでは、映像伝送の高効率化と高品質化を図るための新たな技術として、クロスレイヤ最適化（Cross Layer Optimization、レイヤ間最適化）の検討がなされている（非特許文献１参照）。クロスレイヤ最適化は、異なるレイヤ間の情報を相互に通知・共有することにより、各レイヤのプロトコルを協調させることで総合的な性能を改善する手法である。映像伝送におけるクロスレイヤ最適化として、アプリケーションレイヤなどの映像コンテンツ（動画、静止画を含む）の符号化を行うレイヤ（映像符号化レイヤ）における映像符号化処理と、物理レイヤ（あるいはデータリンクレイヤ）において映像コンテンツの無線伝送（あるいは有線伝送）時に生じる誤りを訂正するために施す誤り訂正符号化（チャネル符号化）処理とを、連動させることにより、映像の伝送効率と伝送される映像品質の最適化を図る。
図２３は、従来のマルチメディアコンテンツの伝送時のレイヤ構造を示す図である。従来では、ネットワークの階層構造を定義したＯＳＩ参照モデルに従って、物理レイヤ、データリンクレイヤ、ネットワークレイヤ、トランスポートレイヤ、アプリケーションレイヤに対応してレイヤ間でデータがやり取りされ、伝送時の処理が行われる。
上述したクロスレイヤ最適化は、主に以下の２つのアプローチを含む（非特許文献２参照）。なお以下では、物理レイヤにおける伝送路として無線伝送に適用した場合を説明するが、伝送手段はこれに限定されず、有線伝送においても同様に適用が可能である。
（１）映像符号化を行うレイヤと、チャネル符号化を行うレイヤとの間で、品質情報、パラメータ情報のやり取りを行う。アプリケーションレイヤ−物理レイヤ（無線レイヤ）間の情報のやり取りの方法としては、次の２つの方法が考えられる。第１の方法は、複数レイヤにまたがる直接的なレイヤ間のインターフェースを導入する方法である。第２の方法は、クロスレイヤ間で、認識可能なヘッダ情報を付加して、中間にあるネットワークレイヤ（ＩＰレイヤ）を介して情報のやり取りをする方法である。図２４は、ＭＰＥＧにおいて検討中である、マルチメディアコンテンツの伝送時のレイヤ構造を示す図である。この図２４の例では、上記第１の方法に対応するものであり、マルチメディアアプリケーションとデータリンクレイヤとの間にＭＰＥＧメディアトランスポートレイヤを設け、このＭＰＥＧメディアトランスポートレイヤとデータリンクレイヤ及び物理レイヤとの間で情報のやり取りを行う。
（２）映像伝送に特化した品質評価尺度（映像符号化の品質情報及び伝送区間の品質情報を含む）を導入し、物理レイヤの伝送区間（無線伝送区間）の伝送レートとともに、映像符号化レートを決定し、これらを連動した動作を行う。映像伝送に特化した品質評価尺度については、非特許文献２に開示がなされている。ここでは、物理レイヤの伝送レートＲとともに映像符号化レートを可変（使用無線リソース一定の条件において）した際の、映像歪Ｄ（Ｒ）を品質評価尺度に含める。映像歪Ｄ（Ｒ）は、映像符号化レートに関連するもので、映像符号化レートが高いと映像歪Ｄ（Ｒ）が小さく、映像符号化レートが低いと映像歪Ｄ（Ｒ）が大きくなる。映像歪Ｄ（Ｒ）を含む品質評価尺度ＭＣＳSELECTEDは、下記の式（１）で示される。
Figure 0005721699
この品質評価尺度に基づいて物理レイヤの伝送区間の伝送レート及び映像符号化レートを選定する。これにより、映像伝送の効率化とともに映像品質を良好に保つ効果を得ている。
MPEG Workshop資料, ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, MPEG09/N11225, "Draft Modern Media Transport (MMT) Context and Objectives", January 2010, Kyoto, Japan IEEE 802.16 WG寄書, C80216-10/0007, Intel Corporation, January 2010 大久保 榮 他, 「改訂三版 Ｈ．２６４／ＡＶＣ教科書」, インプレスＲ＆Ｄ
映像符号化について規格化されているＨ．２６４、ＭＰＥＧ２／ＭＰＥＧ４等では、非特許文献３に開示されているように、ＧＯＰ（Group of Pictures）単位に映像符号化処理を行う。１つのＧＯＰには、フレーム内符号化が施されるＩピクチャ、順方向フレーム間予測符号化が施されるＰピクチャ、双方向フレーム間予測符号化が施されるＢピクチャ及びそれらのヘッダ情報が含まれ、これらのフレームが互いに関連付けられて符号化される。したがって、映像符号化レートを可変する場合、映像符号化レート制御の最小単位となるタイミングは、ＧＯＰ単位となる。なお、映像符号化された各フレームにおいて、Ｂピクチャが最も高い圧縮率を有し、Ｐピクチャ、Ｉピクチャの順に圧縮率が小さくなる。
図２５は、ＧＯＰサイズが異なる場合の映像符号化データの例を示す図である。以下ではＧＯＰサイズをＧＯＰに含まれるピクチャ数Ｋと定義して用いる。図２５において、（Ａ）はＧＯＰサイズが小さい場合（Ｋ＝６）、（Ｂ）はＧＯＰサイズが大きい場合（Ｋ＝９）の例をそれぞれ示している。
（Ａ）ＧＯＰサイズ小の場合
ＧＯＰ内のＩピクチャ数の割合が大きくなるため、他の映像符号化パラメータが同一である場合、映像符号化データ量が増加（圧縮率が低下）する。これにより、映像コンテンツによっては、フレーム間での差分が少ない映像の場合など、映像品質が過剰となる可能性が高まる。一方、映像符号化レート制御タイミングの間隔が短くなるため、無線伝送区間での帯域変動（伝送レート変動、伝搬変動）が生じた場合の追従性が高まる。
（Ｂ）ＧＯＰサイズ大の場合
ＧＯＰ内のＩピクチャ数の割合が小さくなるため、他の映像符号化パラメータが同一である場合、映像符号化データ量が減少（圧縮率が上昇）する。これにより、映像コンテンツによっては、フレーム間での差分が多い映像の場合など、映像品質が劣化する可能性が高まる。一方、映像符号化レート制御タイミングの間隔が長くなるため、無線伝送区間での帯域変動（伝送レート変動、伝搬変動）が生じた場合の追従性が低下する。
上記のように、ＧＯＰサイズが映像品質に影響を与えることがあり、映像コンテンツによってはＧＯＰサイズが適切に設定されていないと受信側での映像品質が劣化する場合がある。上述した非特許文献２に記載の方法では、伝送路パラメータ（ＰＨＹ伝送レート等）及び映像符号化パラメータ（映像符号化レート等）を制御する際に、ＧＯＰサイズが考慮されていないため、受信側での映像品質に関して、伝送路の状態などによっては、所望の映像品質を確保できない場合が生じ得る。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、映像伝送において伝送路パラメータと映像符号化パラメータとを連動して制御する際に、受信側での映像品質をより高めることを可能にすることにある。
本発明は、無線通信装置として、映像データに対して映像符号化を行う映像符号化部と、前記映像符号化した映像符号化データに対して誤り訂正符号化及び変調を行うチャネル符号化／変調部と、前記誤り訂正符号化及び変調を行ったチャネル符号化映像データを伝送する送信部と、前記チャネル符号化映像データを伝送する伝送路の伝送レートの予測値に応じた伝送路パラメータの変化量に基づいて、前記映像符号化におけるＧＯＰサイズを可変制御する制御部と、を具備するものである。
また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記伝送路パラメータの変化量が所定の変化量より大きい場合、ＧＯＰサイズは所定サイズより小さくなるように制御されるものを含む。
また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記伝送路パラメータの変化量が所定の変化量以下の場合、ＧＯＰサイズは前記所定サイズより大きくなるように制御されるものを含む。
また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記伝送路パラメータが前回の伝送路パラメータよりも所定値以上大きい場合あるいは所定値以上小さい場合、ＧＯＰサイズは所定サイズより小さくし、前記伝送路パラメータの変化量が所定の変化量以下の場合、ＧＯＰサイズは前記所定サイズまたは前記所定サイズより大きくなるように制御されるものを含む。
また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記伝送路パラメータが前回の伝送路パラメータよりも所定値以上小さい場合、ＧＯＰサイズは所定サイズより小さくし、前記伝送路パラメータが前回の伝送路パラメータよりも所定値以上大きい場合、ＧＯＰサイズは所定サイズより大きくし、前記伝送路パラメータの変化量が所定の変化量以下の場合、ＧＯＰサイズは通常サイズとするように制御されるものを含む。
また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記制御部は、前記ＧＯＰサイズが所定サイズより大きくまたは前記所定サイズより小さくなるように制御される場合に、前記映像符号化における映像符号化レートまたはフレームレートを低減するものを含む。
また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記伝送路パラメータの変化量が所定の減少方向の変化量よりも大きい場合、ＧＯＰサイズは所定サイズより小さく、前記伝送路パラメータの変化量が所定の減少方向の変化量以下の場合、ＧＯＰサイズは所定サイズより大きくなるように制御されるものを含む。
また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記制御部は、ＧＯＰサイズを可変する際に、ＧＯＰサイズの変化率によってＧＯＰサイズを変更するものを含む。
また、本発明は、上記の無線通信装置であって、前記伝送路パラメータは、物理レイヤにおけるＰＨＹ伝送レート、または誤り訂正符号化及び変調時の符号化率及び変調方式を示すＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）の少なくともいずれか一方であるものを含む。
また、本発明は、映像データの送信を行う無線通信装置の無線通信方法であって、前記映像データに対して映像符号化を行い、前記映像符号化した映像符号化データに対して誤り訂正符号化及び変調を行い、前記誤り訂正符号化及び変調を行ったチャネル符号化映像データを伝送し、前記チャネル符号化映像データを伝送する伝送路の伝送レートの予測値に応じた伝送路パラメータの変化量に基づいて、前記映像符号化におけるＧＯＰサイズを可変制御するものである。
上記構成において、伝送路パラメータの変化量が所定の変化量より大きい場合は、ＧＯＰサイズを小さくすることで、伝搬変動に対する追従性を高め、伝搬変動に十分に追従できなかった場合の映像品質劣化を抑制することが可能になる。伝送路パラメータの変化量が所定の変化量以下の場合は、ＧＯＰサイズを大きくすることで、ＧＯＰサイズを小さくしたときの映像符号化データ量の増加分を吸収可能となる。したがって、映像伝送において伝送路パラメータと映像符号化パラメータとを連動して制御する際に、伝搬変動下での受信側における映像品質を高めることが可能となる。
本発明によれば、映像伝送において伝送路パラメータと映像符号化パラメータとを連動して制御する際に、受信側での映像品質をより高めることができる。
ＧＯＰサイズの大小に対する映像符号化データ量と映像受信品質（変動追従）の関係を示す図 本発明の実施形態に係る無線通信装置の主要部の構成を示すブロック図 第１の実施形態におけるクロスレイヤ最適化の制御動作を示す図 第２の実施形態におけるクロスレイヤ最適化の制御動作を示す図 第３の実施形態におけるクロスレイヤ最適化の制御動作を示す図 第５の実施形態におけるクロスレイヤ最適化の制御動作を示す図 第６の実施形態におけるクロスレイヤ最適化の制御動作を示す図 実施例１に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 映像符号化部及び映像符号化情報付加部の出力を示す動作説明図 レイヤ間レート制御部の構成例を示すブロック図 映像符号化部の出力及びチャネル符号化／変調部の出力のタイミングを示す動作説明図 実施例１における映像符号化制御部のＧＯＰサイズの可変制御動作を示す図 実施例１に係る無線受信装置の構成を示すブロック図 実施例１の第１変形例におけるレイヤ間レート制御部の構成例を示すブロック図 実施例１の第２変形例に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 実施例１の第２変形例に係る映像歪を考慮した映像符号化レート及びＰＨＹ伝送レートの決定手順を示すフローチャート 実施例１の第３変形例に係る映像歪を考慮した映像符号化レート及びＰＨＹ伝送レートの決定手順を示すフローチャート 実施例１の第４変形例に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 実施例１の第４変形例における映像符号化制御部のＧＯＰサイズの可変制御動作を示す図 実施例１の第５変形例における映像符号化制御部のＧＯＰサイズの可変制御動作を示す図 実施例７に係る無線送信装置の構成を示すブロック図 実施例７に係る無線受信装置の構成を示すブロック図 従来のマルチメディアコンテンツの伝送時のレイヤ構造を示す図 ＭＰＥＧにおいて検討中のマルチメディアコンテンツの伝送時のレイヤ構造を示す図 ＧＯＰサイズが異なる場合の映像符号化データの例を示す図
本実施形態では、本発明に係る無線通信装置及び無線通信方法の一例として、例えばＩＥＥＥ ８０２．１６ｍなどの通信規格に適用可能な装置の構成例を示す。ここでは、物理レイヤあるいはデータリンクレイヤにおけるチャネル符号化及び変調と、アプリケーションレイヤなどにおける映像符号化とを連動させて映像品質の最適化を図るクロスレイヤ最適化を実施するための構成及び動作を詳しく説明する。
本発明は、伝送路の伝送レートの変動状況に応じて、最適なＧＯＰサイズが異なることに着目する。図１は、ＧＯＰサイズの大小に対する映像符号化データ量と映像受信品質（変動追従）の関係を示す図である。他の映像符号化パラメータを固定したままで、ＧＯＰサイズを小さくするほど、映像符号化データ量が増加する（すなわち圧縮率が小さくなる）が、映像符号化レート制御タイミングの間隔が狭まるために、伝送路の帯域変動（伝送レート変動、伝搬変動）に対する追従性を高めることができる。このため、伝送路の状況に応じた映像受信品質を提供することができ、映像受信品質の改善を図ることができる。逆に、ＧＯＰサイズが大きくなるほど、映像符号化データ量が減少する（すなわち圧縮率が高くなる）が、映像符号化レート制御タイミングの間隔が広がるために、伝送路の帯域変動（伝送レート変動、伝搬変動）に対する追従性が損なわれるため、映像受信品質の低下につながる。
本実施形態では、伝送路の伝送レートの変動状況に対するＧＯＰサイズの特性に基づいて、映像伝送時のパラメータを制御する。伝送路の伝送レートが変化する場合（あるいは単位時間の伝送レートの変化量が所定値を超えた場合）、ＧＯＰサイズを小さくすることにより、伝搬変動に対する追従性を高め、伝搬変動に十分に追従できなかった場合の映像品質の劣化を抑える。一方、伝送路の伝送レートが変化しない場合（あるいは単位時間の伝送レートの変化量が所定値以下の場合）、ＧＯＰサイズを大きくすることにより、映像符号化データ量を減少（すなわち圧縮率を高める）させ、ＧＯＰサイズを小にした際の映像符号化データ量の増加分を平均的に吸収する。
これにより、映像符号化データ量の増加を抑えつつ、伝搬変動下での映像受信品質を高める効果が得られる。特に、複数の無線通信装置が、映像伝送を行う場合に限られた無線伝送区間のリソースを共有する際に、それぞれの無線通信装置の映像受信品質を高めることができるというさらなる効果を得ることができる。
図２は、本発明の実施形態に係る無線通信装置の主要部の構成を示すブロック図である。本実施形態の無線通信装置は、映像符号化部３０１、チャネル符号化／変調部３０２、送信部３０３に加えて、クロスレイヤレート制御部３０４を有している。クロスレイヤレート制御部３０４は、ＣＱＩ（Channel Quality Information）、ＰＥＲ（Packet Error Rate）推定値等の受信品質情報に基づき、伝送路の伝送レートに応じた伝送路パラメータ、及び、映像符号化レート（量子化サイズ）、ＧＯＰサイズ等の映像符号化パラメータの設定を行う。なお、これらのパラメータの設定及び制御は、それぞれ制御部を設けてクロスレイヤレート制御部３０４の指示に応じて個別に、または一部をまとめて行うようにしてもよい。伝送路パラメータの設定としては、物理レイヤにおけるＰＨＹ伝送レートの設定、あるいは、伝送路状況（伝搬品質）に応じて符号化率及び変調方式を決定するＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）設定などを行う。ここで、クロスレイヤレート制御部３０４がパラメータ制御部の機能を実現する。
映像符号化部３０１は、動画、静止画を含む映像コンテンツをソースとする映像データ（ビデオソース）の映像符号化を行う。この際、映像符号化部３０１は、可変レートで映像符号化が可能であり、クロスレイヤレート制御部３０４の制御に基づき設定された映像符号化レート、ＧＯＰサイズに従って符号化処理を行う。チャネル符号化／変調部３０２は、映像符号化データに対して、クロスレイヤレート制御部３０４の制御に基づき設定されたＰＨＹ伝送レート、ＭＣＳ等に従って、指定の符号化率の誤り訂正符号化処理、及び指定の変調方式による変調処理を行う。送信部３０３は、変調後のシンボルデータを無線信号として無線伝送路に送信する。
上記の映像伝送時の映像符号化レート、ＧＯＰサイズ、ＰＨＹ伝送レート、ＭＣＳ等に関するパラメータ制御動作を行う無線通信装置及び無線通信方法の例を以下の実施形態において示す。各実施形態では、フェージングなどの影響により、時間経過に伴って無線伝送区間での帯域変動（伝搬変動）が生じ、無線伝送区間の伝送レート（ＰＨＹ伝送レート）が変動する場合の動作例を説明する。
（第１の実施形態）
図３は、第１の実施形態におけるクロスレイヤ最適化の制御動作を示す図である。第１の実施形態では、クロスレイヤ最適化のためのパラメータ制御を行う際に、伝送路の伝送レート（伝送路パラメータ）の変化量に応じて、ＧＯＰサイズを可変制御する。なお、伝送路パラメータとして、物理レイヤにおけるＰＨＹ伝送レートの他に、伝搬品質、ＭＣＳ、割当リソースなどを利用し、これらの変動状況に応じた制御を行うことも可能である。
この際、伝送路パラメータ（ＰＨＹ伝送レート、あるいは伝搬品質、ＭＣＳ、割当リソース）が変化する場合、あるいは上記の単位時間の変化量が所定値を超えた場合、ＧＯＰサイズを小とする。これにより、伝搬変動に対する追従性を高めるとともに、伝搬変動に十分に追従できなかった場合の映像品質劣化を抑制する。ＧＯＰサイズを小さくすることで、Ｉピクチャ数の割合を大きくでき、映像復号時のエラー伝搬を低減できる。また、ＧＯＰサイズを小さくしたときの、Ｉピクチャの増加に伴う映像符号化データ量の増加分は、伝送路パラメータの変動が上記以外の場合（変化量が所定値以下の場合）、ＧＯＰサイズを大とすることで、平均的に吸収する。図３の例では、変化量の閾値として、正負両側に閾値を設定し、伝送路パラメータが高くなる方向に変化する場合と低くなる方向に変化する場合の両方でＧＯＰサイズを制御する。なお、ＧＯＰサイズを大きくするとともに、映像符号化レートを低減し、さらに映像符号化データ量を削減するようにしてもよい。
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態におけるクロスレイヤ最適化の制御動作を示す図である。第２の実施形態では、クロスレイヤ最適化のためのパラメータ制御を行う際に、パラメータ更新間隔を可変とし、ＰＨＹ伝送レートの増減とＧＯＰサイズとを関係付けてパラメータを設定する。すなわち、ＧＯＰサイズをＰＨＹ伝送レート（物理レイヤの帯域変動（伝搬変動）に連動する）の変化状況に応じて可変制御する。
この際、ＰＨＹ伝送レートが前回の伝送レートに対し低いレートである場合は、ＧＯＰサイズを小（Ｓ：Small）とする。また、ＰＨＹ伝送レートが前回の伝送レートに対し高いレートである場合も、ＧＯＰサイズを小（Ｓ）とする。一方、ＰＨＹ伝送レートが前回と同一レートである場合は、ＧＯＰサイズを通常サイズ（初期設定値）（Ｎ：Normal）とする。また、ＧＯＰサイズを通常から小に切り替える際には、映像符号化レート（空間分解能）、あるいはフレームレート（時間分解能）を同時に低減し、データ量増加を防ぐ。以上の制御動作により、伝送路パラメータの変化量が所定値を超えて大きい場合は、ＧＯＰサイズを小として伝搬変動に対する追従性を高め、伝搬変動に十分に追従できなかった場合でも顕著な映像品質劣化を抑制できる。また、ＧＯＰサイズを小とする場合は、映像符号化レートまたはフレームレートを低減して映像符号化データ量の増加を抑制できる。したがって、映像符号化データ量の増加を抑えつつ、伝搬変動下での映像受信品質を高めることができる。
（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態におけるクロスレイヤ最適化の制御動作を示す図である。第３の実施形態では、第２の実施形態の制御を一部変更し、ＰＨＹ伝送レートの増減に対してＧＯＰサイズを増減させる。
この際、ＰＨＹ伝送レートが前回の伝送レートに対し低いレートである場合は、ＧＯＰサイズを小（Ｓ）とする。一方、ＰＨＹ伝送レートが前回の伝送レートに対し高いレートである場合は、ＧＯＰサイズを大（Ｌ：Large）とする。さらに、ＰＨＹ伝送レートが前回と同一レートである場合は、ＧＯＰサイズを通常サイズ（初期設定値）（Ｎ）とする。以上の制御動作により、映像符号化データ量の増加を抑えつつ、伝搬変動下での映像受信品質を高めることができる。また、ＰＨＹ伝送レートが高レートに変化する場合はＧＯＰサイズを大きくすることで、ＧＯＰサイズを小にしたときのＩピクチャの増加に伴う映像符号化データ量の増加分を吸収できる。
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、クロスレイヤ最適化のためのパラメータ制御を行う際に、パラメータ更新間隔を可変とし、ＰＨＹ伝送レートの変化量とＧＯＰサイズとを関係付けてパラメータを設定する。すなわち、ＰＨＹ伝送レートの減少方向の変化量に着目し、その変化状況に応じてＧＯＰサイズを可変制御する。
この際、ＰＨＹ伝送レートの変化量が所定の負の（減少方向の）変化量よりも大きい場合は、ＧＯＰサイズを小とする。一方、ＰＨＹ伝送レートの変化量が所定の負の（減少方向の）変化量以下の場合は、ＧＯＰサイズを大とする。以上の制御動作により、ＰＨＹ伝送レートが減少方向に所定量を超えて変動する場合は、ＧＯＰサイズを小さくすることで、伝搬変動への追従性を高めることができ、映像受信品質を高めることができる。また、伝搬変動に十分に追従できなかった場合の映像品質の劣化を抑えることができる。一方、ＰＨＹ伝送レートの変化量が所定値以下の場合は、ＧＯＰサイズを大きくすることで、ＧＯＰサイズを小さくする場合の圧縮率低下に伴う映像符号化データ量の増分を吸収できる。したがって、映像符号化データ量の増加を抑えつつ、映像受信品質を高めることができる。
（第５の実施形態）
図６は、第５の実施形態におけるクロスレイヤ最適化の制御動作を示す図である。第５の実施形態では、クロスレイヤ最適化のためのパラメータ制御を行う際に、第３の実施形態の制御に加えて、ＧＯＰサイズ大（Ｌ）またはＧＯＰサイズ通常（Ｎ）からＧＯＰサイズ小（Ｓ）に切り替える際に、映像符号化レート（空間分解能）、あるいはフレームレート（時間分解能）を同時に低減する。以上の制御動作により、映像符号化データ量の増加を抑えつつ、映像受信品質を高めることができる。また、物理レイヤあるいはデータリンクレイヤでの誤り訂正符号化においてより冗長度を高める符号化（符号化率の低い符号化）の適用が可能となり、映像品質劣化を抑制できる。
（第６の実施形態）
図７は、第６の実施形態におけるクロスレイヤ最適化の制御動作を示す図である。第６の実施形態では、クロスレイヤ最適化のためのパラメータ制御を行う際に、パラメータ更新間隔を可変とし、伝送路パラメータとしてＭＣＳを用い、ＭＣＳの増減とＧＯＰサイズとを関係付けてパラメータを設定する。すなわち、ＧＯＰサイズをＭＣＳ設定状況（物理レイヤの帯域変動（伝搬変動）に連動する）の変化状況に応じて可変制御する。
この際、ＭＣＳ設定が前回のＭＣＳに対し低いＭＣＳ（低ＰＨＹ伝送レートに相当）である場合は、ＧＯＰサイズを小（Ｓ）とする。一方、ＭＣＳ設定が前回のＭＣＳに対し高いＭＣＳ（高ＰＨＹ伝送レートに相当）ある場合は、ＧＯＰサイズを大（Ｌ）とする。また、ＭＣＳ設定が前回と同一ＭＣＳである場合は、ＧＯＰサイズを通常サイズ（初期設定値）（Ｎ）とする。以上の制御動作により、ＭＣＳ設定が前回よりも低いＭＣＳに変化した場合は、ＧＯＰサイズを小として伝搬変動に対する追従性を高め、伝搬変動に十分に追従できなかった場合でも顕著な映像品質劣化を抑制できる。また、ＭＣＳ設定が前回よりも高いＭＣＳに変化した場合は、ＧＯＰサイズを大きくすることで、ＧＯＰサイズを小にしたときのＩピクチャの増加に伴う映像符号化データ量の増加分を吸収できる。したがって、映像符号化データ量の増加を抑えつつ、伝搬変動下での映像受信品質を高めることができる。
以下に、上記実施形態の変形例を示す。
（変形例１）
ＧＯＰサイズを可変する判定条件として、ＰＨＹ伝送レート、伝搬品質、ＭＣＳ、割当リソース等の伝送路パラメータの変動に代えて、前回のＧＯＰ期間中のＰＨＹブロックエラー数、あるいは映像符号化単位［例えばスレッド単位］のブロックエラー数を用いて、これらが所定値を超えた場合に、ＧＯＰサイズを小とするように可変する。一方、上記のブロックエラー数が所定値以下の場合は、ある程度の伝搬変動追従ができているとみなし、ＧＯＰサイズを保持する。ここで、所定値は、誤り訂正符号化としてアウター符号化を導入する場合はアウター符号により誤り訂正可能なブロックエラー数（またはパケット誤り数）を用いて設定する。あるいは、映像復号時に映像歪が所定値以下となる範囲の値を用いてもよい。
（変形例２）
ＧＯＰ単位の映像符号化が開始される前のタイミングで、ＰＨＹ伝送レートの選定（あるいはＭＣＳ選定）を行う。この際、映像符号化部の入力から映像符号化データが実際に伝送路で送出されるまでの伝送遅延ΔＤと、伝送路からの制御情報が映像符号化部に伝わるまでのフィードバック遅延ΔＦＢとを考慮して、伝送路のフェージング周波数などを基に時間（ΔＤ＋ΔＦＢ）だけ先の時刻のＰＨＹ伝送レートを予測する。例えば、映像符号化レート制御タイミング（ＧＯＰサイズ制御タイミング）の間に、複数の測定結果を基に線形予測する。これにより、より適切な伝送路パラメータの選定が可能になる。
（変形例３）
現在のパラメータ設定値（ＭＣＳ、映像符号化レート等）とその周辺のみのパラメータをレイヤ間で情報交換し、映像歪を推定する。すなわち、映像符号化レートを下げる方向または上げる方向の粒度を上げて推定を行う。これにより、処理量及び処理に係る情報量を削減しつつ精度の高い映像歪の推定が可能となり、映像歪の推定結果に基づいてＧＯＰサイズ等のパラメータを適切に設定可能となる。
以下に、上述した実施形態に対応する無線通信装置として、無線送信装置及び無線受信装置のより具体的な構成及び処理の例を実施例としていくつか示す。ここで、無線送信装置は、無線通信装置における送信機能の構成要素に対応し、無線受信装置は、無線通信装置における受信機能の構成要素に対応する。
［実施例１］
実施例１は、上記第１の実施形態に対応するものである。
この実施例１は、無線送信装置を無線通信システムの基地局、無線受信装置を無線通信システムの端末とし、下り方向（ダウンリンク）の映像伝送に適用した例である。この場合、無線送信装置（基地局）は、自装置で無線リソースの割り当てを行い、無線受信装置（端末）に対して映像データの送信を行う。
＜無線送信装置の構成及び動作＞
図８は実施例１に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。無線送信装置は、受信部１００１、受信品質情報抽出部１００２、リソース制御部１００３、レイヤ間レート制御部１００４、伝送路レート制御部１００５、制御情報生成部１００６、映像符号化制御部１００７、映像符号化部１００８、映像符号化情報付加部１００９、パケット生成部１０１０、チャネル符号化／変調部１０１１、リソースマッピング部１０１２、送信部１０１３を有して構成される。ここで、レイヤ間レート制御部１００４及び映像符号化制御部１００７がパラメータ制御部の機能を実現する。
リソース制御部１００３は、利用可能な無線リソース（周波数キャリア帯域）のうち、映像伝送に用いる時間及び周波数上のリソースの割り当てを決定し、割当リソース情報を出力する。割当リソース情報としては、リソース位置情報、リソースサイズ情報、リソース配置情報（分散配置（distributed allocation）、集中配置（localized allocation））などが含まれる。また、割当リソース情報には、映像送信を行う際の、チャネル符号化／変調部１０１１における、符号化率Ｒと変調方式情報（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）に関する情報であるＭＣＳ情報を含む。
受信部１００１は、無線通信により映像伝送を行う相手である一つあるいは複数の無線通信装置から送信される無線信号をアンテナを介して受信し、受信信号をキャリア周波数帯からベースバンド周波数帯に周波数変換する。受信品質情報抽出部１００２は、受信部１００１で受信された信号を基に、無線通信を行う相手から送信された無線伝送路の受信品質情報としてＣＱＩを抽出する。
伝送路レート制御部１００５は、受信品質情報抽出部１００２から得られる受信品質情報ＣＱＩを基に、チャネル符号化／変調部１０１１で用いる符号化率Ｒと変調方式情報（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）をＭＣＳ情報として設定し、チャネル符号化／変調部１０１１に出力する。
制御情報生成部１００６は、送信データの宛先情報、リソース位置情報、リソースサイズ情報、リソース配置情報、及びＭＣＳ情報などの割当リソース情報、並びに各種情報を含むものを、所定のフォーマットに基づき制御情報として生成する。
映像符号化部１００８は、映像符号化制御部１００７の出力に基づき、動画あるいは静止画などからなる映像データをソースとする映像コンテンツ（ビデオソース）の映像符号化を行う。映像符号化としては、Ｈ．２６４、ＭＰＥＧなどの映像符号化方式を用いる。映像符号化処理は、規格化されているＨ．２６４、ＭＰＥＧ２／ＭＰＥＧ４等では、非特許文献３に開示されているようにＧＯＰ単位で行う。ＧＯＰには、フレーム内符号化が施されるＩピクチャ、順方向フレーム間予測符号化が施されるＰピクチャ、双方向フレーム間予測符号化が施されるＢピクチャが含まれ、これらのフレームが互いに関連付けられて符号化される。したがって、映像符号化レート制御の最小単位となるタイミングは、ＧＯＰ単位となる。なお、映像符号化された各フレームにおいて、Ｂピクチャが最も高い圧縮率であり、Ｐピクチャ、Ｉピクチャの順に圧縮率が小さくなる。以下では、ＧＯＰサイズを、ＧＯＰに含まれるピクチャ数Ｋと定義して用いる。
映像符号化情報付加部１００９は、映像符号化部１００８での映像符号化時に用いた符号化パラメータを、映像符号化情報としてＧＯＰ単位に付加する。図９は、映像符号化部及び映像符号化情報付加部の出力を示す動作説明図である。図９では、ＧＯＰサイズＫ＝９の場合の例を示している。映像符号化部１００８は、ＧＯＰ単位で行った映像符号化データをＧＯＰ＃ｎ（ｎ＝１，２，３…）として出力する。映像符号化情報付加部１００９は、第ｎ番目のＧＯＰ＃ｎに対し、映像符号化情報をそれぞれのヘッダ＃ｎに含めて出力する。パケット生成部１０１０は、映像符号化情報付加部１００９の出力に対し、所定のフォーマットのパケットを構成して出力する。また、パケット毎に誤り検出のためのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）ビットを付加する。
チャネル符号化／変調部１０１１は、伝送路レート制御部１００５から指示されるＭＣＳ情報（符号化率、変調方式情報などを含む）に基づき、入力されるパケットに対してチャネル符号化（伝送路符号化）と変調を行う。この際、チャネル符号化／変調部１０１１は、指定の符号化率Ｒの誤り訂正符号化処理を施した符号化（Ｃｏｄｅｄ）ビットデータを生成し、さらに、指定の変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）に基づき変調を施すことでシンボルデータを生成する。
リソースマッピング部１０１２は、制御情報を予め決められたリソース上にマッピングし、さらに、リソース制御部１００３から指示される割当リソース情報を基に、チャネル符号化／変調部１０１１の出力を時間及び周波数上の無線リソースに割り当てる。ここでは、２次変調としてＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を用いる場合、所定のサブキャリア数とＯＦＤＭシンボル数からなるリソースユニットを割当の最小単位として、リソースサイズを設定する。送信部１０１３は、リソースマッピング部１０１２の出力をベースバンド周波数帯からキャリア周波数帯に周波数変換し、アンテナを介して無線伝送路に出力し、通信相手の無線通信装置に対して送信を行う。
レイヤ間レート制御部１００４は、割当リソース情報及び受信品質情報ＣＱＩを基に、無線伝送区間の伝送レート（ＰＨＹ伝送レート）の予測を行い、その結果をレイヤ間制御インターフェース（Interface、Ｉ／Ｆ）１０１５を介し、映像符号化制御部１００７に通知する。
図１０は、レイヤ間レート制御部の構成例を示すブロック図である。レイヤ間レート制御部１００４は、ＣＱＩ情報記憶部１０２１、予測ＰＨＹ伝送レート算出部１０２２を有して構成される。ＣＱＩ情報記憶部１０２１は、受信品質情報抽出部１００２から得られる受信品質情報ＣＱＩをサーキュラーバッファ構成の記憶メモリに記憶する。予測ＰＨＹ伝送レート算出部１０２２は、ＰＨＹ伝送レートの予測を行い、予測結果のＰＨＹ伝送レートＰＲ（予測ＰＨＹ伝送レート）を算出する。ここで、ＰＨＹ伝送レートの予測処理は以下のように行う。映像符号化部１００８で符号化されて出力される第ｎ番目の映像符号化単位ＧＯＰ＃ｎが、無線伝送路において伝送されるまでの処理時間ＰＤを考慮して、受信品質情報ＣＱＩを記憶したＣＱＩ情報記憶部１０２１の現在及び過去の時刻の受信品質状況からＰＤ時刻先のＣＱＩ推定値を算出する。そして、ターゲットとするパケット誤り率（ＰＥＲ）が得られるＭＣＳ（ＭＣＳ＃ｎ）を選定し、割当リソース情報を用いて無線伝送区間における伝送レートを算出する。
図１１は、映像符号化部の出力及びチャネル符号化／変調部の出力のタイミングを示す動作説明図である。図１１では、ＧＯＰ単位での映像コンテンツ（ビデオソース）を入力とした際の各部の出力タイミングを示している。なお、ＧＯＰ内では、インターリーバなどによりデータの順序が入れ替わることがある。
ここで、第ｎ番目のＧＯＰ＃ｎ（ｎ＝１，２，３…）に着目すると、映像符号化部１００８においてＧＯＰ＃ｎに含まれるビデオソースに対する映像符号化が開始される時刻はＴｎであり、それらの映像符号化されたデータがチャネル符号化／変調部１０１１において出力が開始される時刻は（Ｔｎ＋ΔＤ）である。ここで、ΔＤは映像符号化部１００８の入力からチャネル符号化／変調部１０１１の出力までにかかる伝送遅延である。また、映像符号化部１００８に対する制御系では、レイヤ間レート制御部１００４でのＰＨＹ伝送レートの予測結果をレイヤ間制御インターフェース１０１５を介して映像符号化制御部１００７に通知完了するまでの処理遅延あるいは伝送遅延のジッタ（変動分）ΔＦＢが見込まれる。これらの時間を考慮して、レイヤ間レート制御部１００４におけるＰＨＹ伝送レート予測は、現在より時間ＰＤ（＝ΔＤ＋ΔＦＢ）先の将来を見込んで予測を行う。また、ＰＨＹ伝送レートの予測値を映像符号化制御部１００７に通知するタイミングＳｎを、映像符号化制御部１００７から、レイヤ間制御インターフェース１０１５を介してレイヤ間レート制御部１００４に通知する。ここで、タイミングＳｎは、（Ｔｎ−ΔＦＢ）の時刻となる。このタイミング通知に基づき、レイヤ間レート制御部１００４は、時刻Ｓｎにおいて、ＰＨＹ伝送レート予測値を映像符号化制御部１００７に通知する。ＰＨＹ伝送レート予測は、映像符号化制御部１００７に通知するタイミング間隔（Ｓｎ−１、Ｓｎ）に得られる複数のＣＱＩ情報を基に線形予測を適用し算出する。
これにより、映像符号化制御部１００７は、ＧＯＰ＃ｎに対するＰＨＹ伝送レート予測値を、ターゲットとするＧＯＰ＃ｎの映像符号化を開始する前のタイミングで取得することができる。このＰＨＹ伝送レート予測値に基づき、映像符号化制御部１００７は、ＧＯＰサイズの変更、量子化サイズの変更、フレームレートの変更など、映像符号化のパラメータを、無線伝送路の帯域変動（伝送レート変動、伝搬変動）に応じて設定することができる。
なお、図示例では、ＧＯＰサイズが固定の場合を用いて説明を行ったが、ＧＯＰサイズが可変する場合も同様に適用することができる。また、ＰＨＹ伝送レートの予測時間であるＰＤは、予め固定の値としてもよいし、テストパターンを用いて処理遅延を測定した値を用いてもよい。あるいは、映像符号化制御部１００７からレイヤ間制御インターフェース１０１５を介し、レイヤ間レート制御部１００４にパラメータとして通知してもよい。
映像符号化制御部１００７は、レイヤ間制御インターフェース１０１５を介して取得したレイヤ間レート制御部１００４からのＰＨＹ伝送レート予測値の情報に基づき、映像符号化を行う際のＧＯＰサイズ、量子化サイズＱ、映像サイズなどのパラメータを決定する。そして、決定したパラメータを映像符号化部１００８へ通知し、映像符号化部１００８に対して映像符号化レートの可変制御を行う。ここで量子化サイズＱは、ＰＨＹ伝送レート予測値と同程度かこれより下回る直近の映像符号化レートとなる量子化サイズＱを選定する。一方、ＧＯＰサイズは以下のように可変する。
映像符号化制御部１００７は、レイヤ間レート制御部１００４からのＰＨＹ伝送レート予測値の情報に基づき、伝搬変動に伴うＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量にしたがって、変化量が所定値より大きいかどうかによってＧＯＰサイズを可変する。
図１２は、実施例１における映像符号化制御部のＧＯＰサイズの可変制御動作を示す図である。映像符号化制御部１００７は、ＰＨＹ伝送レート予測値の情報に基づき、伝搬変動に伴うＰＨＹ伝送レート予測値の変化量が所定の変化量を超える場合、ＧＯＰサイズを可変する。所定の変化量は、増加方向Ｖ及び減少方向−Ｖの両者を含み、Ｖ＞０とする。ここで、ＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量の絶対値が所定の変化量Ｖよりも大きい場合は、ＧＯＰサイズをより小さいもの（ＧＯＰサイズ小：Ｓ）とし、所定の変化量Ｖ以下の場合はＧＯＰサイズをより大きいもの（ＧＯＰサイズ大：Ｌ）とする。
なお、ＧＯＰサイズは、ＧＯＰの大きいものと小さいさいものの値の切り替えではなく、ＧＯＰサイズの変化率として与えることでもよい。この場合、標準のＧＯＰサイズ（あるいは映像伝送時の開始時のＧＯＰサイズ）に対し、ＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量の絶対値が所定の変化量Ｖよりも大きい場合は、ＧＯＰサイズに１より小さい変化率を重畳して整数値に丸めた値をＧＯＰサイズ小（Ｓ）として用いる。一方、所定の変化量Ｖ以下の場合は、ＧＯＰサイズに１より大きい変化率を重畳して整数値に丸めた値をＧＯＰサイズ大（Ｌ）として用いる。このようなＧＯＰサイズの変化率による制御は、映像コンテンツによりＧＯＰサイズを可変して映像符号化を行うような場合に好適である。
以上により、レイヤ間レート制御部１００４におけるレイヤ間制御インターフェース１０１５を介して行う、映像符号化制御部１００７へのパラメータ更新間隔を、映像符号化部１００８におけるＧＯＰ単位の映像符号化タイミングに基づき可変し、ＰＨＹ伝送レート（伝送帯域幅）とＧＯＰサイズとを関係付けて制御することが可能になる。すなわち、ＧＯＰサイズをＰＨＹ伝送レートの変化量（伝搬変動の大きさ）に応じて可変することができる。
伝搬変動によって、伝送路パラメータの変化量が所定値より大きくなった場合、例えば急な伝搬変動または大きな伝搬変動が生じた場合、映像符号化単位であるＧＯＰサイズを小さくすることで、伝搬変動に十分に追従できなかった場合の映像品質劣化を抑えることができる。また、伝搬変動に追従しやすくし、映像品質を高めることができる。また、伝送路パラメータの変化量が所定値以下の場合、ＧＯＰサイズを大きくすることで、ＧＯＰサイズを小さくする場合の圧縮率低下に伴う映像符号化データ量の増分を吸収することができる。以上により、映像符号化データ量の増加を抑えつつ、映像受信品質を高めることができる。
＜無線受信装置の構成及び動作＞
図１３は実施例１に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。無線受信装置は、受信部２００１、受信品質推定部２００２、受信品質情報生成部２００３、制御情報抽出部２００４、データ抽出部２００５、復調／誤り訂正復号部２００６、パケット誤り検出部２００７、映像復号部２００８、映像データ誤り検出／補償部２００９、誤り状況通知情報生成部２０１０、送信部２０１１を有して構成される。
受信部２００１は、無線通信により映像伝送が行われる相手である無線通信装置から送信される無線信号をアンテナを介して受信し、受信信号をキャリア周波数帯からベースバンド周波数帯に周波数変換する。受信品質推定部２００２は、受信部２００１で受信された信号を基に、例えば参照信号の受信結果を用いて、相手装置と自装置との間の無線伝送路の受信品質を推定する。受信品質情報生成部２００３は、受信品質推定部２００２の出力を基に、受信品質情報としてＣＱＩを生成する。
制御情報抽出部２００４は、受信部２００１で受信された信号から、ＯＦＤＭＡなどの２次変調されている場合は、その復調動作を行い、報知情報が含まれる変調されたシンボルデータを抽出し、制御情報を抽出する。ここで制御情報は、送信データの宛先情報、リソース位置情報、リソースサイズ情報、リソース配置情報、及びＭＣＳ情報などの割当リソース情報が含まれる。
データ抽出部２００５は、受信部２００１で受信された信号から、ＯＦＤＭＡなどの２次変調されている場合は、その復調動作を行い、抽出された制御情報を基に、自装置宛の変調されたシンボルデータを抽出する。復調／誤り訂正復号部２００６は、抽出されたシンボルデータに対し、指定の変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）に基づき復調処理を行うことで、チャネル符号化（伝送路符号化）されたビットデータに変換する。さらに、復調／誤り訂正復号部２００６は、チャネル符号化されたビットデータに対し、誤り訂正復号処理を行う。
パケット誤り検出部２００７は、パケット毎に付加された誤り検出のためのＣＲＣビットを基に、パケットが正常に受信されたかどうかを検出する。そして、誤り検出結果に従い、パケット毎に付与された固有のインデックス情報とともに、正しくパケットが受信できた場合にはＡＣＫ（受信ＯＫ）、正しく受信できなかった場合にはＮＡＣＫ（受信ＮＧ）をパケット誤り情報として、誤り状況通知情報生成部２０１０に出力する。
映像復号部２００８は、正常に受信されたパケットをバッファに一次的に保管し、映像符号化の最小単位を構成するデータが揃った時点で映像復号処理を開始する。ただし、リアルタイム（実時間）で映像コンテンツを送信している場合は、実時間内に映像符号化の最小単位を構成するデータが揃わなかった場合は、それまでに得られたパケットデータを廃棄する処理を行う。映像復号部２００８は、映像復号処理において、パケット内に含まれる映像符号化情報に基づき、送信側で設定された符号化パラメータに従って映像データを復号し、受信映像コンテンツを再生する。
映像データ誤り検出／補償部２００９は、実時間内で得られなかったパケットによる映像データのロス（映像データ誤り）を検出する。さらに、映像データのロスが検出された場合は、映像データの補償（Error Concealment）を行う。映像データの補償としては、例えば、当該映像データが構成する画面上（フィールド上）の位置を基に、過去の時刻における同じ画面上の映像データを再び用いることで、映像品質の劣化を抑えることができる。また、映像データのロスが所定以上の頻度で検出される場合、映像データロス情報として、誤り状況通知情報生成部２０１０に出力する。
誤り状況通知情報生成部２０１０は、パケット誤り検出部２００７におけるパケット誤り情報、あるいは映像データ誤り検出／補償部２００９における映像データロス情報（映像符号化単位［例えばスレッド単位］のブロックエラー数の検出情報）から、それぞれのエラーが区別できる形式で、誤り状況通知情報を生成する。送信部２０１１は、誤り状況通知情報及び受信品質情報ＣＱＩを、ベースバンド周波数帯からキャリア周波数帯に周波数変換し、アンテナを介して無線伝送路に出力し、通信相手の無線通信装置に対して送信を行う。
［実施例１の第１変形例］
実施例１の第１変形例として、ＰＨＹ伝送レートの予測方法を変更した例を示す。上記実施例１では、レイヤ間レート制御部１００４からのＰＨＹ伝送レート予測値の情報に基づき、映像符号化を行う際のＧＯＰサイズを映像符号化制御部１００７において可変制御したが、制御主体を入れ替えてもよい。すなわち、レイヤ間レート制御部１００４においてＰＨＹ伝送レートの変化量を基にＧＯＰサイズを決定し、レイヤ間レート制御部１００４から映像符号化制御部１００７に通知する構成としても、同様な効果を得ることができる。
図１４は実施例１の第１変形例におけるレイヤ間レート制御部の構成例を示すブロック図である。レイヤ間レート制御部１００４は、ＣＱＩ情報記憶部１０３１、予測ＰＨＹ伝送レート算出部１０３２、予測ＰＨＹ伝送レート記憶部１０３３、変化量判定部１０３４を有して構成される。ＣＱＩ情報記憶部１０３１は、受信品質情報抽出部１００２から得られる受信品質情報ＣＱＩをサーキュラーバッファ構成の記憶メモリに記憶する。予測ＰＨＹ伝送レート算出部１０３２は、図１０に示した実施例１と同様にして、ＰＨＹ伝送レートの予測を行い、予測結果のＰＨＹ伝送レートＰＲ（予測ＰＨＹ伝送レート）を算出する。すなわち、映像符号化部１００８で符号化されて出力される第ｎ番目の映像符号化単位ＧＯＰ＃ｎが、無線伝送路において伝送されるまでの処理時間ＰＤを考慮して、受信品質情報ＣＱＩを記憶したＣＱＩ情報記憶部１０２１の現在及び過去の時刻の受信品質状況からＰＤ時刻先のＣＱＩ推定値を算出する。そして、ターゲットとするパケット誤り率（ＰＥＲ）が得られるＭＣＳ（ＭＣＳ＃ｎ）を選定し、割当リソース情報を用いて無線伝送区間における伝送レートを算出する。
予想ＰＨＹ伝送レート記憶部１０３３は、予測ＰＨＹ伝送レート算出部１０３２で算出した予測ＰＨＹ伝送レートをサーキュラーバッファ構成の記憶メモリに記憶する。変化量判定部１０３４は、予想ＰＨＹ伝送レート記憶部１０３３に記憶された過去の時刻の予測ＰＨＹ伝送レートと、現在の時刻の予測ＰＨＹ伝送レート算出部１０３２で算出された予測ＰＨＹ伝送レートとを用いて、ＰＨＹ伝送レートの変化量を算出し、所定の変化量との比較を行い、大小関係を判定する。
そして、レイヤ間レート制御部１００４は、算出したＰＨＹ伝送レートの変化量を基にＧＯＰサイズを決定し、レイヤ間制御インターフェース１０１５を介して映像符号化制御部１００７に通知する。あるいは、レイヤ間レート制御部１００４から算出したＰＨＹ伝送レートの変化量をレイヤ間制御インターフェース１０１５を介して映像符号化制御部１００７に通知し、映像符号化制御部１００７にてＰＨＹ伝送レートの変化量に基づきＧＯＰサイズを決定してもよい。以上の動作により、ＰＨＹ伝送レートの変化量を算出し、この変化量に応じて、ＧＯＰサイズを可変制御することが可能である。
［実施例１の第２変形例］
実施例１の第２変形例として、映像符号化レート及びＰＨＹ伝送レートの決定方法を変更した第１例を示す。ＰＨＹ伝送レートの予測処理時において、レイヤ間レート制御部及び映像符号化制御部によって、映像符号化による映像歪Ｄ情報を用いて、予測ＰＨＹ伝送レートの算出、ＭＣＳの選定を行ってもよい。
図１５は実施例１の第２変形例に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。この第２変形例では、レイヤ間レート制御部１１０４、伝送路レート制御部１１０５、映像符号化制御部１１０７の動作が前述した実施例１と異なり、さらに映像歪Ｄを算出する映像歪算出部１１２１を備えている。レイヤ間レート制御部１１０４は、映像符号化による映像歪Ｄ情報を考慮したＭＣＳ選定結果を伝送路レート制御部１１０５に出力する。映像符号化制御部１１０７は、映像歪算出部１１２１で算出された映像歪を用いて、映像符号化処理の制御、及びレイヤ間レート制御部１１０４への映像歪Ｄ情報の送出を行う。
図１６は、実施例１の第２変形例に係る映像歪を考慮した映像符号化レート及びＰＨＹ伝送レートの決定手順を示すフローチャートである。レイヤ間レート制御部１１０４は、図１０に示した実施例１のレイヤ間レート制御部１００４と同様に、予測したＰＨＹ伝送レートＰＲを算出する（Ｓ１１）。そして、レイヤ間レート制御部１１０４は、算出した（予測した）ＰＨＹ伝送レートＰＲ、及びＰＨＹ伝送レートＰＲの算出時に用いたＭＣＳ＃ｎをＭＣＳ選択候補情報として、レイヤ間制御インターフェース１０１５を介して、映像符号化制御部１１０７に通知する。
映像符号化制御部１１０７は、通知されたＭＣＳ選択候補情報（ＭＣＳ＃ｎ）と共に、このＭＣＳ＃ｎで得られる変調シンボル当たりのビットレート（bits/symbol）に等しいかあるいはそれに近い周辺（上回る場合と下回る場合を含める）のビットレートを達成する複数のＭＣＳ＃ｋ（ここでｋ＝２以上４程度以下）を探索する。そして、これらのＭＣＳ＃ｎ、ＭＣＳ＃ｋを用いた際のＰＨＹ伝送レートＰＲ（ＭＣＳ＃ｎ）、ＰＲ（ＭＣＳ＃ｎ）を算出する（Ｓ１３）。
次に、映像符号化制御部１１０７は、算出したＰＨＹ伝送レートＰＲ（ＭＣＳ＃ｎ）、ＰＲ（ＭＣＳ＃ｎ）と同程度かこれを下回る直近の映像符号化レートとなる量子化サイズＱを選定し、映像符号化レート候補として抽出する。映像歪算出部１１２１は、これらの映像符号化レート候補を入力とし、それぞれの適用時の映像歪Ｄ（ＭＣＳ＃ｎ）、Ｄ（ＭＣＳ＃ｋ）を算出して、映像符号化制御部１１０７に出力する（Ｓ１４）。映像符号化制御部１１０７は、この映像歪Ｄを考慮した選択規範によって最良となる（映像歪Ｄが最小となる）映像符号化レート及びＭＣＳを選定する（Ｓ１５）。
ここで、映像歪Ｄが最小となるＭＣＳの選定方法は２つの方法がある。
（方法１）映像歪Ｄ（ＭＣＳ＃ｎ）、Ｄ（ＭＣＳ＃ｋ）の算出値から、映像歪Ｄが最小となるＭＣＳをＭＣＳ＃ｎ、ＭＣＳ＃ｋから選定する。
（方法２）映像歪Ｄ（ＭＣＳ＃ｎ）、Ｄ（ＭＣＳ＃ｋ）の算出値に、それぞれ伝送におけるパケット誤り率（ＰＥＲ）を考慮した重み係数α（ＭＣＳ＃ｎ）、α（ＭＣＳ＃ｋ）を乗算し、その中から最小となる値となるＭＣＳをＭＣＳ＃ｎ、ＭＣＳ＃ｋから選定する。ここで、ＰＥＲを考慮した重み係数は、レイヤ間レート制御部１１０４においてＭＣＳ選択候補としてＭＣＳ＃ｎを選定する際のターゲットＰＥＲ（Ｔａｒｇｅｔ＿ＰＥＲ）を達成する受信品質（ＳＩＮＲ）における、ＭＣＳ＃ｋを適応した場合のＰＥＲ（ＭＣＳ＃ｋ）を用いて、α（ＭＣＳ＃ｋ）＝ＰＥＲ（ＭＣＳ＃ｋ）／Ｔａｒｇｅｔ＿ＰＥＲによって算出することができる。この場合、α（ＭＣＳ＃ｎ）＝ＰＥＲ（ＭＣＳ＃ｎ）／Ｔａｒｇｅｔ＿ＰＥＲ＝１となる。
そして、映像符号化制御部１１０７は、選定したＭＣＳを示す選定ＭＣＳ情報をレイヤ間制御インターフェース１０１５を介して、レイヤ間レート制御部１１０４に通知する（Ｓ１６）。また、映像符号化制御部１１０７は、上記（方法１）または（方法２）の選択規範により選定したＭＣＳによって、映像歪Ｄを考慮した最良となる映像符号化レートを用いて映像符号化を行うように、映像符号化部１００８に指示する。映像符号化部１００８は、映像符号化制御部１１０７によって指定された映像符号化レートを用いて、ＧＯＰ＃ｎにおいて映像符号化を行う。
レイヤ間レート制御部１１０４は、受け取った選定ＭＣＳ情報を、ＰＨＹ伝送レートの予測を行うＰＤ時刻先のＭＣＳを示すＭＣＳ制御情報として、伝送路レート制御部１１０５に通知する。伝送路レート制御部１１０５は、レイヤ間レート制御部１１０４からのＭＣＳ制御情報を用いて、チャネル符号化／変調部１０１１にてチャネル符号化及び変調を行う際のＭＣＳを選定する。
以上の制御動作により、映像歪Ｄを考慮した映像符号化レート及びＰＨＹ伝送レートの設定が可能となり、映像の受信品質を改善することができる。なお、この第２変形例では、レイヤ間制御インターフェース１０１５を介してＭＣＳ情報をやりとりするが、映像符号化制御部１１０７とレイヤ間レート制御部１１０４間で予めチャネル符号化／変調部１０１１にて使用可能なＭＣＳテーブルを共有するようにしてもよい。ＭＣＳテーブルは、ＭＣＳのインデックス情報と、それに対応する符号化率、変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）を関連づけたリストにより構成される。このＭＣＳテーブルは、映像伝送開始時に、レイヤ間レート制御部１１０４からレイヤ間制御インターフェース１０１５を介して映像符号化制御部１１０７に通知して共有すればよい。これにより、レイヤ間制御インターフェース１０１５において伝送が必要となる情報量を低減することができる。また、映像歪Ｄを考慮した選択規範によって最良となる映像符号化レート及びＭＣＳの選定において、上記（方法２）を用いる場合は、さらに、重み情報α（ＭＣＳ＃ｋ）をＴａｒｇｅｔ＿ＰＥＲ情報とともにテーブル化し、映像符号化制御部１１０７とレイヤ間レート制御部１１０４間で予め共有するようにしてもよい。この重み情報テーブルは、映像伝送開始時に、レイヤ間レート制御部１１０４からレイヤ間制御インターフェース１０１５を介して映像符号化制御部１１０７に通知して共有すればよい。これにより、レイヤ間制御インターフェース１０１５において必要となる情報量を低減することができる。
［実施例１の第３変形例］
実施例１の第３変形例として、映像符号化レート及びＰＨＹ伝送レートの決定方法を変更した第２例を示す。上記第２変形例では、映像歪算出部１１２１において、映像符号化レートに対する映像歪Ｄをその都度算出する構成としたが、映像符号化レートに対する映像歪が固定的な値である場合、それらの対応関係をテーブル化したものを用いてもよい。これにより、映像歪Ｄをその都度算出することが不要となり、映像符号化レート及びＭＣＳの選定に関する演算を削減でき、回路構成あるいは消費電力の低減を図ることが可能である。また、このように映像符号化レートに対する映像歪が固定的な値である場合、映像符号化レートに対する映像歪Ｄをテーブル化した情報を、通信の開始時あるいは装置の初期化時に、映像符号化制御部１１０７からレイヤ間制御インターフェース１０１５を介し、レイヤ間レート制御部１１０４に通知する手順としてもよい。
図１７は、実施例１の第３変形例に係る映像歪を考慮した映像符号化レート及びＰＨＹ伝送レートの決定手順を示すフローチャートである。この第３変形例では、レイヤ間レート制御部１１０４において、映像符号化レートと映像歪の情報を把握することが可能であるので、映像歪Ｄを考慮した選択規範を用いたＭＣＳ選定をレイヤ間レート制御部１１０４にて行う。映像符号化制御部１１０７は、通信開始時であるか（あるいは装置の初期化時であるか）を判定し（Ｓ２１）、通信開始時あるいは装置初期化時である場合は、映像符号化レートと映像歪の対応情報を示す映像歪テーブルをレイヤ間制御インターフェース１０１５を介し、レイヤ間レート制御部１１０４に通知する（Ｓ２２）。
レイヤ間レート制御部１１０４は、上記第１変形例と同様、予測したＰＨＹ伝送レートＰＲを算出する（Ｓ２３）。そして、レイヤ間レート制御部１１０４は、ＰＨＹ伝送レートＰＲの算出時に用いたＭＣＳ＃ｎと共に、このＭＣＳ＃ｎで得られる変調シンボル当たりのビットレートに等しいかあるいはそれに近い周辺（上回る場合と下回る場合を含める）のビットレートを達成する複数のＭＣＳ＃ｋ（ここでｋ＝２以上４程度以下）を探索する。そして、これらのＭＣＳ＃ｎ、ＭＣＳ＃ｋを用いた際のＰＨＹ伝送レートＰＲ（ＭＣＳ＃ｎ）、ＰＲ（ＭＣＳ＃ｎ）を算出する（Ｓ２４）。
次に、レイヤ間レート制御部１１０４は、算出したＰＨＹ伝送レートＰＲ（ＭＣＳ＃ｎ）、ＰＲ（ＭＣＳ＃ｎ）と同程度かこれを下回る直近のＰＨＹ伝送レートに対応する映像符号化レートを選定し、映像符号化レート候補として抽出する。そして、映像歪テーブルを用いて、それぞれの映像符号化レート候補の適用時の映像歪Ｄ（ＭＣＳ＃ｎ）、Ｄ（ＭＣＳ＃ｋ）を抽出する（Ｓ２５）。続いてレイヤ間レート制御部１１０４は、この映像歪Ｄを考慮した選択規範によって最良となる（映像歪Ｄが最小となる）映像符号化レート及びＭＣＳを選定する（Ｓ２６）。
そして、レイヤ間レート制御部１１０４は、選定した映像符号化レート及びＭＣＳを示す選定映像符号化レート情報をレイヤ間制御インターフェース１０１５を介して、映像符号化制御部１１０７に通知する（Ｓ２７）。映像符号化制御部１１０７は、受け取った選定映像符号化レート情報に基づき、選定されたＭＣＳで映像歪Ｄが最小となる映像符号化レートを用いて映像符号化を行うように、映像符号化部１００８に指示する。映像符号化部１００８は、映像符号化制御部１１０７によって指定された映像符号化レートを用いて、ＧＯＰ＃ｎにおいて映像符号化を行う。
レイヤ間レート制御部１１０４は、選定したＭＣＳを、ＰＨＹ伝送レートの予測を行うＰＤ時刻先のＭＣＳを示すＭＣＳ制御情報として、伝送路レート制御部１１０５に通知する。伝送路レート制御部１１０５は、レイヤ間レート制御部１１０４からのＭＣＳ制御情報を用いて、チャネル符号化／変調部１０１１にてチャネル符号化及び変調を行う際のＭＣＳを選定する。
以上の制御動作により、映像歪Ｄを考慮した映像符号化レート及びＰＨＹ伝送レートの設定の際に、都度のレイヤ間制御インターフェースを介した制御が不要となるため、レイヤ間制御インターフェースを介した制御遅延の影響を考慮する必要がなくなる。またこれにより、予測ＰＨＹ伝送レート算出時での予測時間の短縮化を図ることができる。
［実施例１の第４変形例］
実施例１の第４変形例として、レイヤ間レート制御部及び映像符号化制御部の動作を変更した第１例を示す。
図１８は実施例１の第４変形例に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。この第４変形例では、レイヤ間レート制御部１２０４及び映像符号化制御部１２０７の動作が前述した実施例１と異なり、さらに映像受信側からの誤り状況通知情報を抽出する誤り状況通知情報抽出部１２０２を備えている。レイヤ間レート制御部１２０４及び映像符号化制御部１２０７は、誤り状況通知情報抽出部１２０２から出力される誤り状況通知情報を考慮して、ＧＯＰサイズの可変制御を行う。
誤り状況通知情報抽出部１２０２は、受信部１００１で受信された信号を基に、無線通信を行う相手から送信された、受信側の無線通信装置のパケット誤り検出部２００７における誤り検出情報、あるいは映像データ誤り検出／補償部２００９における映像データロス情報として通知される、誤り状況通知情報を抽出する。
レイヤ間レート制御部１２０４は、割当リソース情報及び受信品質情報ＣＱＩを基に、無線伝送区間の伝送レート（ＰＨＹ伝送レート）の予測を行い、その結果をレイヤ間制御インターフェース１０１５を介し、映像符号化制御部１２０７に通知する。さらに、誤り状況通知情報抽出部１２０２で抽出した誤り状況通知情報を、レイヤ間制御インターフェース１０１５を介し、映像符号化制御部１２０７に通知する。
映像符号化制御部１２０７は、レイヤ間制御インターフェース１０１５を介して取得したレイヤ間レート制御部１２０４からのＰＨＹ伝送レート予測値の情報に基づき、映像符号化を行う際のＧＯＰサイズ、量子化サイズＱ、映像サイズなどのパラメータを決定する。そして、決定したパラメータを映像符号化部１００８へ通知し、映像符号化部１００８に対して映像符号化レートの可変制御を行う。ここで量子化サイズＱは、ＰＨＹ伝送レート予測値と同程度かこれより下回る直近の映像符号化レートとなる量子化サイズＱを選定する。一方、ＧＯＰサイズは以下のように可変する。
映像符号化制御部１２０７は、伝搬変動に伴うＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量を所定の変化量と比較する際に、パケット誤りあるいは映像データロスの数に応じて、所定の変化量Ｖ、あるいはこれよりも所定値Ｆだけ小さくした値Ｖ２を用いて比較を行い、この比較結果に応じてＧＯＰサイズを可変する。
図１９は、実施例１の第４変形例における映像符号化制御部のＧＯＰサイズの可変制御動作を示す図である。映像符号化制御部１２０７は、パケット誤りあるいは映像データロス（または映像符号化単位［例えばスレッド単位］のブロックエラー数）が所定値ＴＨを超えた場合、所定の変化量ＶよりもＦだけ小さくした値Ｖ２を用いる。ここで、ＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量が、所定の変化量Ｖ２よりも大きい場合は、ＧＯＰサイズをより小さいもの（ＧＯＰサイズ小：Ｓ）とし、所定の変化量Ｖ２以下の場合はＧＯＰサイズをより大きいもの（ＧＯＰサイズ大：Ｌ）とする。ここでＦ、Ｖ、Ｖ２は共に正の数とする。
また、パケット誤りあるいは映像データロスが所定値ＴＨ以下の場合、上記の実施例１と同様に所定の変化量Ｖを用いる。すなわち、ＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量が、所定の変化量Ｖよりも大きい場合は、ＧＯＰサイズをより小さいもの（Ｓ）とし、所定の変化量Ｖ以下の場合はＧＯＰサイズをより大きいもの（Ｌ）とする。
ここで、パケット誤りあるいは映像データロスの数を判定する所定値ＴＨは、受信側での映像復号時に映像歪が所定値以下となる範囲に収まるように設定する。あるいは、誤り訂正符号化として、アウター符号化を導入する場合は、アウター符号により誤り訂正可能なパケット誤り数（またはブロックエラー数）とする。
以上の制御動作により、映像品質の劣化が顕著になる前にＧＯＰサイズを可変しやすくでき、伝搬変動の追従性を高めることで、映像受信品質の改善を図ることができる。
なお、上記第４変形例では、レイヤ間レート制御部１２０４からのＰＨＹ伝送レート予測値の情報に基づき、映像符号化を行う際のＧＯＰサイズを映像符号化制御部１２０７において可変制御したが、制御主体を入れ替えてもよい。すなわち、レイヤ間レート制御部１２０４においてＰＨＹ伝送レートの基準値を基にＧＯＰサイズを決定し、レイヤ間レート制御部１２０４から映像符号化制御部１２０７に通知する構成としても、同様な効果を得ることができる。
［実施例１の第５変形例］
実施例１の第５変形例として、レイヤ間レート制御部及び映像符号化制御部の動作を変更した第２例を示す。この第５変形例は、上記第４変形例の動作を一部変更したものである。映像符号化制御部１２０７は、伝搬変動に伴うＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量を所定の変化量と比較する際に、パケット誤りあるいは映像データロスの数に応じて、所定の変化量Ｖ、あるいはこれよりも所定値Ｓだけ大きくした値Ｖ３を用いて比較を行い、この比較結果に応じてＧＯＰサイズを可変する。
図２０は、実施例１の第５変形例における映像符号化制御部のＧＯＰサイズの可変制御動作を示す図である。映像符号化制御部１２０７は、パケット誤りあるいは映像データロス（または映像符号化単位［例えばスレッド単位］のブロックエラー数）が所定値ＴＨを超えた場合、上記の実施例１と同様に所定の変化量Ｖを用いる。すなわち、ＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量が、所定の変化量Ｖよりも大きい場合は、ＧＯＰサイズをより小さいもの（Ｓ）とし、所定の変化量Ｖ以下の場合はＧＯＰサイズをより大きいもの（Ｌ）とする。
また、パケット誤りあるいは映像データロスが所定値ＴＨ以下の場合、所定の変化量ＶよりもＳだけ大きくした値Ｖ３を用いる。ここで、ＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量が、所定の変化量Ｖ３よりも大きい場合は、ＧＯＰサイズをより小さいもの（Ｓ）とし、所定の変化量Ｖ３以下の場合はＧＯＰサイズをより大きいもの（Ｌ）とする。ここでＳ、Ｖ、Ｖ３は共に正の数とする。
以上の制御動作により、パケット誤りあるいは映像データロスが所定値以下の場合は、変化量がより大きいレベルの場合のみＧＯＰサイズを小さくすることになる。これにより、受信側での誤りが所定量以内であれば、伝搬変動の追従性がある程度得られているとみなし、ＧＯＰサイズを小さくする頻度を低減することができる。このため、平均的な映像符号化データのデータ量を低減する（すなわち圧縮率を高める）ことができ、無線伝送区間のリソースの有効利用を図ることができる。
［実施例２］
実施例２は、上記第２の実施形態に対応するものである。無線通信装置の構成は上述した実施例１と同様である。ここでは、図８に示した無線送信装置の構成に基づき、実施例２において特徴的な動作について説明する。
映像符号化制御部１００７は、レイヤ間制御インターフェース１０１５を介して取得したレイヤ間レート制御部１００４からのＰＨＹ伝送レート予測値の情報に基づき、映像符号化を行う際のＧＯＰサイズ、量子化サイズＱ、映像サイズなどのパラメータを決定する。そして、決定したパラメータを映像符号化部１００８へ通知し、映像符号化部１００８に対して映像符号化レートの可変制御を行う。ここで量子化サイズＱは、ＰＨＹ伝送レート予測値と同程度かこれより下回る直近の映像符号化レートとなる量子化サイズＱを選定する。一方、ＧＯＰサイズは以下のように可変する。
映像符号化制御部１００７は、レイヤ間レート制御部１００４からのＰＨＹ伝送レート予測値の情報に基づき、伝搬変動に伴うＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量を所定の変化量と比較し、所定の変化量を超える場合、ＧＯＰサイズを可変する。この際、図４に示したように、ＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量が所定の変化量よりも大きい場合は、ＧＯＰサイズをより小さいもの（Ｓ）とし、所定の変化量以下の場合はＧＯＰサイズを通常サイズ（初期設定値）（Ｎ）とする。すなわち、ＰＨＹ伝送レートの予測値が前回の伝送レートに対し所定以上低いレートである場合、及び前回の伝送レートに対し所定以上高いレートである場合は、ＧＯＰサイズを小（Ｓ）とする。なお、ＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量が所定の変化量以下の場合は、ＧＯＰサイズをより大きいもの（Ｌ）としてもよい。
さらに、映像符号化制御部１００７は、上記のＧＯＰサイズの可変制御に加え、以下のような映像符号化部１００８の制御を行って映像符号化分解能の調整を行ってもよい。ＰＨＹ伝送レート予測値の変化量が所定の変化量よりも大きく、ＧＯＰサイズをより小さいものとした場合、量子化サイズＱは、ＰＨＹ伝送レート予測値と同程度かこれより下回る程度の値として、ＧＯＰサイズが通常または大きい場合と比べて小さい映像符号化レートとなる値を選定する。このように量子化サイズＱを大きくすることで、空間分解能を低減し、映像符号化分解能を低下させる。なお、映像符号化分解能を低下させるために、フレームレート（時間分解能）を低減するパラメータを選定してもよい。また、フレームレート低減時に さらにＧＯＰ内のＩピクチャ数を増加させる制御を行ってもよい。
以上の制御動作により、伝送路パラメータの変化量が所定値を超えて大きい場合は、ＧＯＰサイズを小として伝搬変動に対する追従性を高める。また、ＧＯＰサイズがより小さいものを用いる場合に、映像符号化レートまたはフレームレートを低減することで、伝送路状況（伝搬品質）が悪い状況で最低限の映像品質を確保することができる。これにより、低伝送レート時の映像品質の顕著な劣化を抑えることができる。また、映像符号化レートを低減する際、伝送路レート制御部１００５において、割当リソースサイズが一定である場合、より低い符号化率の誤り訂正符号化の適用、あるいは変調多値数がより低い変調方式を用いるＭＣＳを選定することが可能となり、さらに品質劣化を抑制できる。
なお、上記例では、ＧＯＰサイズとして、通常（または大）と小の２値を設けたが、これに限定されず、３値以上を用いてもよい。以下では３値（ＧＯＰ大（Ｌ）／通常（Ｎ）／小（Ｓ）を用いた動作例を示す。
映像符号化制御部１００７は、レイヤ間レート制御部１００４からのＰＨＹ伝送レート予測値の情報に基づき、伝搬変動に伴うＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量を所定の変化量と比較し、所定の変化量を超える場合、ＧＯＰサイズを可変する。この際、ＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量が所定の変化量よりも大きい場合は、ＧＯＰサイズをより小さいもの（Ｓ）とし、所定の変化量以下の場合はＧＯＰサイズをより大きいもの（Ｌ）とする。また、変動がない場合（変化量がゼロの場合）はＧＯＰサイズとして通常サイズのもの（Ｎ）を用いる。
また、映像符号化制御部１００７は、上記のＧＯＰサイズの可変制御に加え、上記２値の場合と同様、映像符号化分解能の調整を行ってもよい。すなわち、ＧＯＰサイズをより小さいものとした場合、ＧＯＰサイズが通常または大きい場合と比べて小さい映像符号化レート（空間分解能）となるような量子化サイズＱの値を選定し、映像符号化分解能を低下させる。なお、映像符号化分解能を低下させるために、フレームレート（時間分解能）を低減するパラメータを選定してもよい。また、フレームレート低減時に さらにＧＯＰ内のＩピクチャ数を増加させる制御を行ってもよい。
［実施例３］
実施例３は、上記第３の実施形態に対応するものである。無線通信装置の構成は上述した実施例１と同様である。ここでは、図８に示した無線送信装置の構成に基づき、実施例３において特徴的な動作について説明する。
映像符号化制御部１００７は、レイヤ間制御インターフェース１０１５を介して取得したレイヤ間レート制御部１００４からのＰＨＹ伝送レート予測値の情報に基づき、映像符号化を行う際のＧＯＰサイズ、量子化サイズＱ、映像サイズなどのパラメータを決定する。そして、決定したパラメータを映像符号化部１００８へ通知し、映像符号化部１００８に対して映像符号化レートの可変制御を行う。ここで量子化サイズＱは、ＰＨＹ伝送レート予測値と同程度かこれより下回る直近の映像符号化レートとなる量子化サイズＱを選定する。一方、ＧＯＰサイズは、伝搬変動に伴うＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量を判定し、前回のＰＨＹ伝送レートに対する変化によってＧＯＰサイズを可変する。この際、図５に示したように、ＰＨＹ伝送レートの予測値が前回の伝送レートに対し低いレートである場合は、ＧＯＰサイズをより小さいもの（Ｓ）とし、前回の伝送レートに対し高いレートである場合は、ＧＯＰサイズをより大きいもの（Ｌ）とする。また、ＰＨＹ伝送レートの予測値が前回と同一レートである場合は、ＧＯＰサイズを通常サイズ（初期設定値）（Ｎ）とする。
以上の制御動作により、ＰＨＹ伝送レートが高レートに変化する場合はＧＯＰサイズを大きくすることで、ＧＯＰサイズを小にしたときのＩピクチャの増加に伴う映像符号化データ量の増加分を吸収できる。よって、映像符号化データ量の増加を抑えつつ、伝搬変動下での映像受信品質を高めることができる。
［実施例４］
実施例４は、上記第４の実施形態に対応するものである。無線通信装置の構成は上述した実施例１と同様である。ここでは、図８に示した無線送信装置の構成に基づき、実施例４において特徴的な動作について説明する。実施例４では、ＰＨＹ伝送レートの予測値の減少方向の変化量によってＧＯＰサイズを可変制御する。
映像符号化制御部１００７は、レイヤ間制御インターフェース１０１５を介して取得したレイヤ間レート制御部１００４からのＰＨＹ伝送レート予測値の情報に基づき、映像符号化を行う際のＧＯＰサイズ、量子化サイズＱ、映像サイズなどのパラメータを決定する。そして、決定したパラメータを映像符号化部１００８へ通知し、映像符号化部１００８に対して映像符号化レートの可変制御を行う。ここで量子化サイズＱは、ＰＨＹ伝送レート予測値と同程度かこれより下回る直近の映像符号化レートとなる量子化サイズＱを選定する。一方、ＧＯＰサイズは以下のように可変する。
映像符号化制御部１００７は、レイヤ間レート制御部１００４からのＰＨＹ伝送レート予測値の情報に基づき、伝搬変動に伴うＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量を所定量の減少方向の変化量と比較し、所定量を超える減少方向の変化量である場合、ＧＯＰサイズを可変する。この際、ＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量が、所定の負の（減少方向の）変化量よりも大きい場合（ＰＨＹ伝送レートの予測値の減少量が所定値よりも大きい場合）は、ＧＯＰサイズをより小さいもの（Ｓ）とし、所定の負の（減少方向の）変化量以下の場合は、ＧＯＰサイズをより大きいもの（Ｌ）とする。
なお、ＧＯＰサイズは、ＧＯＰの大きいものと小さいさいものの切り替えではなく、ＧＯＰサイズの変化率として与えることでもよい。この場合、標準のＧＯＰサイズ（あるいは映像伝送時の開始時のＧＯＰサイズ）に対し、ＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量が所定の負の変化量よりも大きい場合は、ＧＯＰサイズに１より小さい変化率を重畳して整数値に丸めた値をＧＯＰサイズ小（Ｓ）として用いる。一方、所定の負の変化量以下の場合は、ＧＯＰサイズに１より大きい変化率を重畳して整数値に丸めた値をＧＯＰサイズ大（Ｌ）として用いる。このようなＧＯＰサイズの変化率による制御は、映像コンテンツによりＧＯＰサイズを可変して映像符号化を行うような場合に好適である。
以上の制御動作により、伝送路パラメータの変化量が所定量を超えて減少する場合は、ＧＯＰサイズを小さくすることで、伝搬変動への追従性を高めることができ、映像受信品質を高めることができる。また、ＧＯＰサイズを小さくすることによって、Ｉピクチャ数の割合が増加するため、Ｉピクチャの復号に失敗した場合のＧＯＰ全体へのエラー伝搬の影響を低減できる。これにより、伝搬変動に十分に追従できなかった場合の映像品質の劣化を抑えることができる。また、伝送路パラメータの変化量が所定量以下の場合、ＧＯＰサイズを大きくすることで、ＧＯＰサイズを小さくする場合の圧縮率低下に伴う映像符号化データ量の増分を吸収できる。このため、映像符号化データ量の増加を抑えつつ、映像受信品質を高めることができる。
なお、上記例では、ＧＯＰサイズとして、大あるいは小の２値を設けたが、これに限定されず、３値以上を用いてもよい。以下では３値（ＧＯＰ大（Ｌ）／通常（Ｎ）／小（Ｓ）を用いた動作例を示す。
映像符号化制御部１００７は、レイヤ間レート制御部１００４からのＰＨＹ伝送レート予測値の情報に基づき、伝搬変動に伴うＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量を所定量の減少方向の変化量と比較し、所定量を超える減少方向の変化量である場合、ＧＯＰサイズを可変する。この際、ＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量が、所定の負の（減少方向の）変化量よりも大きい場合は、ＧＯＰサイズをより小さいもの（Ｓ）とし、所定の負の（減少方向の）変化量以下の場合はＧＯＰサイズをより大きいもの（Ｌ）とする。また、変動がない場合（変化量がゼロの場合）はＧＯＰサイズとして通常サイズのもの（Ｎ）を用いる。
［実施例４の変形例］
実施例４の変形例として、ＧＯＰサイズの可変制御の動作を変更した例を示す。実施例４の変形例では、ＰＨＹ伝送レートの予測値の増加方向の変化量によってＧＯＰサイズを可変制御する。
映像符号化制御部１００７は、レイヤ間レート制御部１００４からのＰＨＹ伝送レート予測値の情報に基づき、伝搬変動に伴うＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量を所定量の増加方向の変化量と比較し、所定量を超える増加方向の変化量である場合、ＧＯＰサイズを可変する。この際、ＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量が、所定の正の（増加方向の）変化量よりも大きい場合（ＰＨＹ伝送レートの予測値の増加量が所定値よりも大きい場合）は、ＧＯＰサイズをより小さいもの（Ｓ）とし、所定の正の（増加方向の）変化量以下の場合は、ＧＯＰサイズをより大きいもの（Ｌ）とする。
以上の制御動作により、伝送路パラメータの変化量が所定量を超えて増加する場合は、ＧＯＰサイズを小さくすることで、伝搬変動への追従性を高めることができ、映像受信品質を高めることができる。また、伝送路パラメータの変化量が所定量以下の場合、ＧＯＰサイズを大きくすることで、ＧＯＰサイズを小さくする場合の圧縮率低下に伴う映像符号化データ量の増分を吸収できる。このため、映像符号化データ量の増加を抑えつつ、映像受信品質を高めることができる。
［実施例５］
実施例５は、上記第５の実施形態に対応するものである。無線通信装置の構成は上述した実施例１と同様である。ここでは、図８に示した無線送信装置の構成に基づき、実施例３において特徴的な動作について説明する。
映像符号化制御部１００７は、実施例３または実施例４におけるＧＯＰサイズの可変制御に加え、以下のような映像符号化部１００８の制御を行って映像符号化分解能の調整を行ってもよい。この際、図６に示したように、ＰＨＹ伝送レートの予測値が前回の伝送レートに対し低いレートである場合、あるいは、ＰＨＹ伝送レートの予測値の変化量が所定の減少方向の変化量よりも大きい場合に、ＧＯＰサイズを小とするとともに、量子化サイズＱを変更する。ここで、量子化サイズＱは、ＰＨＹ伝送レート予測値と同程度かこれより下回る程度の値として、ＧＯＰサイズが大きい場合と比べて小さい映像符号化レートとなる値を選定する。このように量子化サイズＱを大きくすることで、空間分解能を低減し、映像符号化分解能を低下させる。なお、映像符号化分解能を低下させるために、フレームレート（時間分解能）を低減するパラメータを選定してもよい。また、フレームレート低減時に さらにＧＯＰ内のＩピクチャ数を増加させる制御を行ってもよい。
以上の制御動作により、ＧＯＰサイズがより小さいものを用いる場合に、映像符号化レートまたはフレームレートを低減することで、伝送路状況（伝搬品質）が悪い状況で最低限の映像品質を確保することができる。これにより、低伝送レート時の映像品質の顕著な劣化を抑えることができる。また、映像符号化レートを低減する際、伝送路レート制御部１００５において、割当リソースサイズが一定である場合、より低い符号化率の誤り訂正符号化の適用、あるいは変調多値数がより低い変調方式を用いるＭＣＳを選定することが可能となり、さらに品質劣化を抑制できる。
［実施例６］
実施例６は、上記第６の実施形態に対応するものである。無線通信装置の構成は上述した実施例１と同様である。ここでは、図８に示した無線送信装置の構成に基づき、実施例６において特徴的な動作について説明する。
実施例１では、レイヤ間レート制御部１００４は、割当リソース情報及び受信品質情報ＣＱＩを基に、無線伝送区間の伝送レート（ＰＨＹ伝送レート）の予測を行い、その結果をレイヤ間制御インターフェース１０１５を介して映像符号化制御部１００７に通知する動作とした。これとは別の動作として、実施例６では、ＰＨＹ伝送レートの予測値ではなく、ＭＣＳ予測値をレイヤ間制御インターフェース１０１５を介して映像符号化制御部１００７に通知する。リソース制御部１００３によって割当てられるリソースを一定とする場合（予約割当、preserved allocation, continuous allocation, persistent allocation）、リソースサイズが固定となるため、ＭＣＳ選定によりＰＨＹ伝送レートが一意に決定される。よってこの場合、レイヤ間レート制御部１００４は、無線伝送区間の伝送路パラメータとしてＭＣＳ予測値を映像符号化制御部１００７に通知する。
映像符号化制御部１００７は、レイヤ間制御インターフェース１０１５を介して取得したレイヤ間レート制御部１００４からのＭＣＳ予測値の情報に基づき、映像符号化を行う際のＧＯＰサイズ、量子化サイズＱ、映像サイズなどのパラメータを決定する。そして、決定したパラメータを映像符号化部１００８へ通知し、映像符号化部１００８に対して映像符号化レートの可変制御を行う。ここで、ＧＯＰサイズについては、ＭＣＳ予測値の情報に基づき、伝搬変動に伴うＭＣＳ予測値の変動にしたがって、ＭＣＳ予測値を前回のＭＣＳ予測値と比較し、前回のＭＣＳ予測値との大小によってＧＯＰサイズを可変する。この際、図７に示したように、現在のＭＣＳ予測値が前回のＭＣＳ予測値よりも低い場合、あるいは所定の変化量を超えて低い場合は、ＧＯＰサイズをより小さいもの（Ｓ）とする。また、前回のＭＣＳ予測値よりも高い場合、あるいは所定の変化量以下の場合は、ＧＯＰサイズをより大きいもの（Ｌ）とする。また、ＭＣＳ予測値が前回と同一である場合は、ＧＯＰサイズを通常サイズ（初期設定値）（Ｎ）とする。以上の制御動作により、実施例１と同様に、映像符号化データ量の増加を抑えつつ、伝搬変動下での映像受信品質を高めることができる。
［実施例７］
実施例７は、無線送信装置を無線通信システムの端末、無線受信装置を無線通信システムの基地局とし、上り方向（アップリンク）の映像伝送に適用した例である。この場合、無線送信装置（端末）は、無線受信装置（基地局）からのリソース割当の指示を基に、映像データの送信を行う。
＜無線送信装置の構成及び動作＞
図２１は実施例７に係る無線送信装置の構成を示すブロック図である。無線送信装置は、受信部１５０１、受信品質情報抽出部１５０２、割当リソース情報抽出部１５０３、レイヤ間レート制御部１５０４、伝送路レート制御部１５０５、ＰＨＹ伝送レート要求情報生成部１５０６、映像符号化制御部１５０７、映像符号化部１５０８、映像符号化情報付加部１５０９、パケット生成部１５１０、チャネル符号化／変調部１５１１、リソースマッピング部１５１２、送信部１５１３を有して構成される。
受信部１５０１は、無線通信により映像伝送を行う相手である無線通信装置から送信される無線信号をアンテナを介して受信し、受信信号をキャリア周波数帯からベースバンド周波数帯に周波数変換する。受信品質情報抽出部１５０２は、受信部１５０１で受信された信号を基に、無線通信を行う相手から送信された無線伝送路の受信品質情報としてＣＱＩを抽出する。
割当リソース情報抽出部１５０３は、受信部１５０１で受信された信号を基に、無線通信を行う相手から送信された制御情報の中から割当リソース情報を抽出する。割当リソース情報は、映像送信側の無線通信装置が割り当てを行った、利用可能な無線リソース（周波数キャリア帯域）のうちの映像伝送に用いる時間及び周波数上のリソースの割り当て情報を含むものである。この場合、割当リソース情報としては、リソース位置情報、リソースサイズ情報、リソース配置情報（分散配置（distributed allocation）、集中配置（localized allocation））などが含まれる。また、割当リソース情報には、映像送信を行う際の、チャネル符号化／変調部１５１１における、符号化率Ｒと変調方式情報（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）に関する情報であるＭＣＳ情報を含む。
伝送路レート制御部１５０５は、割当リソース情報抽出部１５０３において抽出されたＭＣＳ情報に応じて、チャネル符号化／変調部１５１１で用いる符号化率Ｒと変調方式情報（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）を設定し、このＭＣＳ情報をチャネル符号化／変調部１５１１に出力する。
映像符号化部１５０８は、映像符号化制御部１５０７の出力に基づき、動画あるいは静止画などからなる映像データをソースとする映像コンテンツ（ビデオソース）の映像符号化を行う。映像符号化としては、Ｈ．２６４、ＭＰＥＧなどの映像符号化方式を用いる。映像符号化処理において、映像符号化レート制御の最小単位となるタイミングは、ＧＯＰ単位となる。
映像符号化情報付加部１５０９は、映像符号化部１５０８での映像符号化時に用いた符号化パラメータを、映像符号化情報としてＧＯＰ単位に付加する。ここでは、第ｎ番目のＧＯＰ＃ｎに対し、映像符号化情報をそれぞれのヘッダ＃ｎに含めて出力する。パケット生成部１５１０は、映像符号化情報付加部１５０９の出力に対し、所定のフォーマットのパケットを構成して出力する。また、パケット毎に誤り検出のためのＣＲＣビットを付加する。
チャネル符号化／変調部１５１１は、伝送路レート制御部１５０５から指示されるＭＣＳ情報（符号化率、変調方式情報などを含む）に基づき、入力されるパケットに対してチャネル符号化（伝送路符号化）と変調を行う。この際、チャネル符号化／変調部１５１１は、指定の符号化率Ｒの誤り訂正符号化処理を施した符号化ビットデータを生成し、さらに、指定の変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）に基づき変調を施すことでシンボルデータを生成する。
リソースマッピング部１５１２は、ＰＨＹ伝送レート要求情報を予め決められたリソース上にマッピングし、さらに、割当リソース情報抽出部１５０３において抽出された割当リソース情報を基に、チャネル符号化／変調部１５１１の出力を時間及び周波数上の無線リソースに割り当てる。ここでは、２次変調としてＯＦＤＭＡを用いる場合、所定のサブキャリア数とＯＦＤＭシンボル数からなるリソースユニットを割当の最小単位として、リソースサイズが設定される。送信部１５１３は、リソースマッピング部１５１２の出力をベースバンド周波数帯からキャリア周波数帯に周波数変換し、アンテナを介して無線伝送路に出力し、通信相手の無線通信装置に対して送信を行う。
レイヤ間レート制御部１５０４は、割当リソース情報及び受信品質情報ＣＱＩを基に、無線伝送区間の伝送レート（ＰＨＹ伝送レート）の予測を行い、その結果をレイヤ間制御インターフェース１５１５を介し、映像符号化制御部１５０７に通知する。ここで、ＰＨＹ伝送レートの予測処理は、図１０及び図１１に示した実施例１と同様に行う。すなわち、映像符号化部１５０８で符号化されて出力される第ｎ番目の映像符号化単位ＧＯＰ＃ｎが、無線伝送路において伝送されるまでの処理時間ＰＤを考慮して、受信品質情報抽出部１５０２から得られる受信品質情報ＣＱＩの現在及び過去の時刻の受信品質状況からＰＤ時刻先のＣＱＩ推定値を算出する。そして、ターゲットとするパケット誤り率（ＰＥＲ）が得られるＭＣＳ（ＭＣＳ＃ｎ）を選定し、割当リソース情報を用いて無線伝送区間における伝送レートを算出する。算出した伝送レート情報あるいは選定したＭＣＳ情報は、予測時刻の情報と共にＰＨＹ伝送レート要求情報生成部１５０６に出力する。
これにより、映像符号化制御部１５０７は、ＧＯＰ＃ｎに対するＰＨＹ伝送レート予測値を、ターゲットとするＧＯＰ＃ｎの映像符号化を開始する前のタイミングで取得することができる。このＰＨＹ伝送レート予測値に基づき、映像符号化制御部１５０７は、ＧＯＰサイズの変更、量子化サイズの変更、フレームレートの変更など、映像符号化のパラメータを、無線伝送路の帯域変動（伝送レート変動、伝搬変動）に応じて設定することができる。
映像符号化制御部１５０７は、レイヤ間制御インターフェース１５１５を介して取得したレイヤ間レート制御部１５０４からのＰＨＹ伝送レート予測値の情報に基づき、映像符号化を行う際のＧＯＰサイズ、量子化サイズＱ、映像サイズなどのパラメータを決定する。そして、決定したパラメータを映像符号化部１５０８へ通知し、映像符号化部１５０８に対して映像符号化レートの可変制御を行う。映像符号化制御部１５０７の動作は、上記実施例１〜６のいずれかと同様であり、ＧＯＰサイズの可変制御は、上記実施例１〜６のいずれかにおいて説明したものが適用可能である。ここでは説明を省略する。
ＰＨＹ伝送レート要求情報生成部１５０６は、レイヤ間レート制御部１５０４から出力される、算出した伝送レート情報あるいは選定したＭＣＳ情報と、予測時刻の情報とを含むものを、所定のフォーマットに基づきＰＨＹ伝送レート要求情報として生成する。
＜無線受信装置の構成及び動作＞
図２２は実施例７に係る無線受信装置の構成を示すブロック図である。無線受信装置は、受信部２５０１、受信品質推定部２５０２、受信品質情報生成部２５０３、ＰＨＹ伝送レート要求情報抽出部２５０４、データ抽出部２５０５、復調／誤り訂正復号部２５０６、パケット誤り検出部２５０７、映像復号部２５０８、映像データ誤り検出／補償部２５０９、誤り状況通知情報生成部２５１０、送信部２５１１、割当リソース制御部２５１２、割当リソース情報生成部２５１３を有して構成される。
受信部２５０１は、無線通信により映像伝送が行われる相手である無線通信装置から送信される無線信号をアンテナを介して受信し、受信信号をキャリア周波数帯からベースバンド周波数帯に周波数変換する。受信品質推定部２５０２は、受信部２５０１で受信された信号を基に、例えば参照信号の受信結果を用いて、相手装置と自装置との間の無線伝送路の受信品質を推定する。受信品質情報生成部２５０３は、受信品質推定部２５０２の出力を基に、受信品質情報としてＣＱＩを生成する。
ＰＨＹ伝送レート要求情報抽出部２５０４は、受信部２５０１で受信された信号から、ＯＦＤＭＡなどの２次変調されている場合は、その復調動作を行い、報知情報が含まれる変調されたシンボルデータを抽出し、ＰＨＹ伝送レート要求情報を抽出する。ここで、ＰＨＹ伝送レート要求情報は、送信側で決定した伝送レート情報あるいはＭＣＳ情報と、予測時刻の情報とが含まれる。
割当リソース制御部２５１２は、抽出されたＰＨＹ伝送レート要求情報を基に、利用可能な無線リソース（周波数キャリア帯域）のうち、映像伝送に用いる時間及び周波数上のリソースの割り当てを決定する。割当リソース情報生成部２５１３は、割当リソース制御部２５１２において決定されたリソースの割当情報を基に、リソース位置情報、リソースサイズ情報、リソース配置情報、及びＭＣＳ情報などを含む割当リソース情報、並びに各種情報を含むものを、所定のフォーマットに基づき制御情報として生成する。
データ抽出部２５０５は、受信部２５０１で受信された信号から、ＯＦＤＭＡなどの２次変調されている場合は、その復調動作を行い、自装置宛の変調されたシンボルデータを抽出する。復調／誤り訂正復号部２５０６は、抽出されたシンボルデータに対し、指定の変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）に基づき復調処理を行うことで、チャネル符号化（伝送路符号化）されたビットデータに変換する。さらに、復調／誤り訂正復号部２５０６は、チャネル符号化されたビットデータに対し、誤り訂正復号処理を行う。
パケット誤り検出部２５０７は、パケット毎に付加された誤り検出のためのＣＲＣビットを基に、パケットが正常に受信されたかどうかを検出する。そして、誤り検出結果に従い、パケット毎に付与された固有のインデックス情報とともに、正しくパケットが受信できた場合にはＡＣＫ（受信ＯＫ）、正しく受信できなかった場合にはＮＡＣＫ（受信ＮＧ）をパケット誤り情報として、誤り状況通知情報生成部２５１０に出力する。
映像復号部２５０８は、正常に受信されたパケットをバッファに一次的に保管し、映像符号化の最小単位を構成するデータが揃った時点で映像復号処理を開始する。ただし、リアルタイム（実時間）で映像コンテンツを送信している場合は、実時間内に映像符号化の最小単位を構成するデータが揃わなかった場合は、それまでに得られたパケットデータを廃棄する処理を行う。映像復号部２５０８は、映像復号処理において、パケット内に含まれる映像符号化情報に基づき、送信側で設定された符号化パラメータに従って映像データを復号し、受信映像コンテンツを再生する。
映像データ誤り検出／補償部２５０９は、実時間内で得られなかったパケットによる映像データのロス（映像データ誤り）を検出する。さらに、映像データのロスが検出された場合は、映像データの補償を行う。映像データの補償としては、例えば、当該映像データが構成する画面上（フィールド上）の位置を基に、過去の時刻における同じ画面上の映像データを再び用いることで、映像品質の劣化を抑えることができる。また、映像データのロスが所定以上の頻度で検出される場合、映像データロス情報として、誤り状況通知情報生成部２５１０に出力する。
誤り状況通知情報生成部２５１０は、パケット誤り検出部２５０７におけるパケット誤り情報、あるいは映像データ誤り検出／補償部２５０９における映像データロス情報から、それぞれのエラーが区別できる形式で、誤り状況通知情報を生成する。送信部２５１１は、割当リソース情報、誤り状況通知情報及び受信品質情報ＣＱＩを、ベースバンド周波数帯からキャリア周波数帯に周波数変換し、アンテナを介して無線伝送路に出力し、通信相手の無線通信装置に対して送信を行う。
以上の構成及び動作により、無線通信システムの端末から基地局へのアップリンクにおいても、実施例１〜６で示した無線通信システムの基地局から端末へのダウンリンクと同様に、映像符号化制御部１５０７におけるパラメータ更新間隔を、映像符号化部１５０８におけるＧＯＰ単位の映像符号化タイミングに基づき可変し、ＰＨＹ伝送レート（伝送帯域幅）の増減とＧＯＰサイズとを関係付けて制御することが可能になる。すなわち、ＧＯＰサイズをＰＨＹ伝送レート（伝搬変動）の変化状況に応じて可変することができる。これによって、伝搬変動下での映像受信品質を高めることができる。
なお、本発明は、本発明の趣旨ならびに範囲を逸脱することなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が様々な変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
上記各実施形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記各実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
本出願は、２０１０年４月２日出願の日本特許出願（特願２０１０−０８６２２６）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明は、映像伝送において伝送路パラメータと映像符号化パラメータとを連動して制御する際に、受信側での映像品質をより高めることができる効果を有し、例えばクロスレイヤ最適化を実施する通信システムなどに適用可能であり、無線伝送による映像伝送を行う無線通信装置及び無線通信方法等として有用である。
３０１ 映像符号化部
３０２ チャネル符号化／変調部
３０３ 送信部
３０４ クロスレイヤレート制御部
１００１ 受信部
１００２ 受信品質情報抽出部
１００３ リソース制御部
１００４、１１０４、１２０４ レイヤ間レート制御部
１００５、１１０５ 伝送路レート制御部
１００６ 制御情報生成部
１００７、１１０７、１２０７ 映像符号化制御部
１００８ 映像符号化部
１００９ 映像符号化情報付加部
１０１０ パケット生成部
１０１１ チャネル符号化／変調部
１０１２ リソースマッピング部
１０１３ 送信部
１０１５ レイヤ間制御インターフェース
１０２１、１０３１ ＣＱＩ情報記憶部
１０２２、１０３２ 予測ＰＨＹ伝送レート算出部
１０３３ 予想ＰＨＹ伝送レート記憶部
１０３４ 変化量判定部
１１２１ 映像歪算出部
１２０２ 誤り状況通知情報抽出部
１５０１ 受信部
１５０２ 受信品質情報抽出部
１５０３ 割当リソース情報抽出部
１５０４ レイヤ間レート制御部
１５０５ 伝送路レート制御部
１５０６ ＰＨＹ伝送レート要求情報生成部
１５０７ 映像符号化制御部
１５０８ 映像符号化部
１５０９ 映像符号化情報付加部
１５１０ パケット生成部
１５１１ チャネル符号化／変調部
１５１２ リソースマッピング部
１５１３ 送信部
１５１５ レイヤ間制御インターフェース
２００１ 受信部
２００２ 受信品質推定部
２００３ 受信品質情報生成部
２００４ 制御情報抽出部
２００５ データ抽出部
２００６ 復調／誤り訂正復号部
２００７ パケット誤り検出部
２００８ 映像復号部
２００９ 映像データ誤り検出／補償部
２０１０ 誤り状況通知情報生成部
２０１１ 送信部
２５０１ 受信部
２５０２ 受信品質推定部
２５０３ 受信品質情報生成部
２５０４ ＰＨＹ伝送レート要求情報抽出部
２５０５ データ抽出部
２５０６ 復調／誤り訂正復号部
２５０７ パケット誤り検出部
２５０８ 映像復号部
２５０９ 映像データ誤り検出／補償部
２５１０ 誤り状況通知情報生成部
２５１１ 送信部
２５１２ 割当リソース制御部
２５１３ 割当リソース情報生成部

Claims (10)

  1. 映像データに対して映像符号化を行って符号化映像データを生成する映像符号化部と、
    前記符号化映像データに対して誤り訂正符号化及び変調を行ってチャネル符号化映像データを生成するチャネル符号化／変調部と、
    前記チャネル符号化映像データを伝送する送信部と、
    前記チャネル符号化映像データを伝送する伝送路の割当リソース情報及び受信品質情報に基づいて伝送レートを予測して算出された伝送路パラメータ候補から、さらに、映像歪が最小となる伝送路パラメータを選定し、選定された伝送路パラメータの変化量に基づいて、前記映像符号化におけるＧＯＰ（Group of Pictures）サイズを可変制御する制御部と、
    を具備する無線通信装置。
  2. 前記伝送路パラメータの変化量が所定の変化量より大きい場合、ＧＯＰサイズは所定サイズより小さくなるように制御される、請求項１に記載の無線通信装置。
  3. 前記伝送路パラメータの変化量が所定の変化量以下の場合、ＧＯＰサイズは前記所定サイズより大きくなるように制御される、請求項２に記載の無線通信装置。
  4. 前回の伝送路パラメータに対する前記伝送路パラメータの変化量が所定の変化量より大きい場合、ＧＯＰサイズは所定サイズより小さくし、前回の伝送路パラメータに対する前記伝送路パラメータの変化量が所定の変化量以下の場合、ＧＯＰサイズは前記所定サイズまたは前記所定サイズより大きくなるように制御される、請求項１に記載の無線通信装置。
  5. 前回の伝送路パラメータに対する前記伝送路パラメータの変化量が所定値を上回るように変化した場合、ＧＯＰサイズは所定サイズより小さくし、前回の伝送路パラメータに対する前記伝送路パラメータの変化量が所定値を下回るように変化した場合、ＧＯＰサイズは所定サイズより大きくし、前回の伝送路パラメータに対する前記伝送路パラメータの変化量が所定の変化量以下の場合、ＧＯＰサイズは通常サイズとするように制御される、請求項１に記載の無線通信装置。
  6. 前記制御部は、前記ＧＯＰサイズが所定サイズより大きくまたは前記所定サイズより小さくなるように制御される場合に、前記映像符号化における映像符号化レートまたはフレームレートを低減する、請求項５に記載の無線通信装置。
  7. 前記伝送路パラメータの変化量が所定の変化量よりも大きくかつ減少方向に変化した場合、ＧＯＰサイズは所定サイズより小さく、前記伝送路パラメータの変化量が所定の変化量以下または増加方向に変化した場合、ＧＯＰサイズは所定サイズより大きくなるように制御される、請求項１に記載の無線通信装置。
  8. 前記制御部は、ＧＯＰサイズを可変する際に、ＧＯＰサイズの変化率によってＧＯＰサイズを変更する、請求項１に記載の無線通信装置。
  9. 前記伝送路パラメータは、物理レイヤにおけるＰＨＹ伝送レート、または誤り訂正符号化及び変調時の符号化率及び変調方式を示すＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）の少なくともいずれか一方である、請求項１に記載の無線通信装置。
  10. 映像データの送信を行う無線通信装置の無線通信方法であって、
    前記映像データに対して映像符号化を行って符号化映像データを生成し、
    前記符号化映像データに対して誤り訂正符号化及び変調を行ってチャネル符号化映像データを生成し、
    前記チャネル符号化映像データを伝送し、
    前記チャネル符号化映像データを伝送する伝送路の割当リソース情報及び受信品質情報に基づいて伝送レートを予測して算出された伝送路パラメータ候補から、さらに、映像歪が最小となる伝送路パラメータを選定し、選定された伝送路パラメータの変化量に基づいて、前記映像符号化におけるＧＯＰ（Group of Pictures）サイズを可変制御する、
    無線通信方法。
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