WO2006061902A1

WO2006061902A1 - データ送信装置、データ受信装置、およびデータ配信システム

Info

Publication number: WO2006061902A1
Application number: PCT/JP2004/018365
Authority: WO
Inventors: Toyokazu Sugai; Yoshiaki Kato
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-12-09
Filing date: 2004-12-09
Publication date: 2006-06-15
Also published as: US20070300134A1; JP4532505B2; US7904781B2; JPWO2006061902A1

Abstract

　データ受信装置からデータ送信装置へのフィードバックの必要なしに、ＦＥＣストリームを用いた誤り訂正を行うことができるデータ送信装置１００、データ受信装置２００を得る。　データ受信装置１００は、メディアストリームを送信するメディアパケット送信手段１０２と、異なるパラメータを持つＦＥＣパケットを算出する複数のＦＥＣパケット計算手段１０３と、ＦＥＣパケットをＦＥＣストリームとして送信する複数のＦＥＣパケット送信手段１０４とを備える。さらに、データ受信装置２００は、メディアパケットを取得するメディアパケット受信手段２０１と、複数のＦＥＣストリームの中から、１つまたは複数のＦＥＣストリームを選択してＦＥＣパケットを取得するＦＥＣストリーム選択・受信手段２０２と、ＦＥＣパケットを用いて消失したパケットの復元処理を行うメディアパケット復元手段２０３とを備える。

Description

明細書

データ送信装置、データ受信装置、およびデータ配信システム

技術分野

[0001] 本発明は、ネットワークを介してデータ通信を行うデータ送信装置、データ受信装置、およびデータ配信システムに関する。

背景技術

[0002] 従来のデータ配信装置では、データ配信におけるネットワーク上でのブロックのロス対策として、 FEC (Forward Error Correction)を用いるものがある。この FECは、誤り訂正符号技術を用いた前方誤り訂正であり、データの廃棄や誤りを検出したときに、そのデータを再送することなぐ転送すべきデータに付加した冗長を用いて復元する通信方式である。

[0003] 受信計算機は、いくつかのブロックの受信には失敗したがオリジナルデータの復元に成功した場合、該受信に失敗したブロックの識別子、ブロック数等の受信失敗プロック情報を含む肯定応答を送信計算機に送信する。

[0004] これに対して、送信計算機では、受信計算機から返送された受信失敗ブロック情報に応じて、次回以降のデータ送信における FEC符号ィ匕の冗長度を決定する。このようにして、従来のデータ配信装置は、 FECの冗長度を現在の受信状況に合わせて最適化することを行っている（例えば、特許文献 1参照)。

[0005] 特許文献 1 :特開 2002-330118号公報 (第 1頁、図 4)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] し力しながら、従来技術には次のような課題がある。従来のデータ配信装置では、 F EC符号化パラメータ決定の際に、ブロック毎の受信状況ある!/、は復元可否情報を送信計算機に送信しなければならない。すなわち、受信計算機側からのフィードバックが必ず必要となる。従って、特に、 IPマルチキャスト等のような多配信のシステムを想定した場合には、多数の受信計算機力のブロック毎の応答が常に必要となってしまう。これにより、ネットワークのトラフィック増大、あるいは送信計算機での処理負荷の増大を招くといった問題があった。

[0007] 本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、データ受信装置からデータ送信装置へのフィードバックの必要なしに、より適切なパラメータで設定された FECストリームを用いた誤り訂正を行うことができるデータ送信装置、データ受信装置、およびデータ配信システムを得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明のデータ送信装置は、符号化されたメディアデータを含むメディアパケットを生成するメディアパケット生成手段と、メディアパケットをメディアストリームとしてネットワーク上に送信するメディアパケット送信手段と、送出中のメディアストリームに対応して、異なるパラメータによりそれぞれ異なる冗長度を有する FEC誤り訂正用の FECパケットを算出する複数の FECパケット計算手段と、複数の FECパケット計算手段で算出されたそれぞれの FECパケットを FECストリームとしてネットワーク上に送信する複数の FECパケット送信手段とを備えたものである。

[0009] また、本発明のデータ受信装置は、メディアストリームをネットワーク上力も受信することによりメディアパケットを取得するメディアパケット受信手段と、ネットワーク上のメディアストリームに対応する複数の FECストリームの中から、 1つまたは複数の FECストリームを選択して受信することにより FECパケットを取得する FECストリーム選択 '受信手段と、メディアパケット受信手段が取得したメディアパケットに基づ、てメディアパケットの一部に消失したパケットがあるか否かを判断し、消失したパケットがある場合には FECストリーム選択 ·受信手段が取得した FECパケットを用いて消失したバケツトの復元処理を行うメディアパケット復元手段とを備えたものである。

発明の効果

[0010] 本発明にお、て、データ送信装置は、あら力じめ複数の FECストリームを送信し、データ受信装置は、それらのストリームより選択して FEC受信を行う。これにより、基本的にデータ受信装置力もデータ送信装置へのフィードバックの必要なしに、より適切なパラメータで設定された FECストリームを用いた誤り訂正を行うことができるデータ送信装置、データ受信装置、およびデータ配信システムを得ることができる。

図面の簡単な説明 [0011] [図 1]本発明の実施の形態 1におけるデータ配信システムの構成図である。

[図 2]本発明の実施の形態 1におけるデータ送信装置の内部構成図である。

[図 3]本発明の実施の形態 1におけるデータ受信装置の内部構成図である。

[図 4]本発明の実施の形態 1における FECパケット計算手段において、 FECパケットを計算する様子を示した説明図である。

[図 5]本発明の実施の形態 1のメディアパケット復元手段 203による復元処理の説明図である。

[図 6]本発明の実施の形態 1における FECストリーム選択 ·受信手段が内部で保持するテーブルのデータ構成を示した図である。

[図 7]本発明の実施の形態 1のデータ受信装置において、メディアパケット受信手段が自身のパケット受信状況を FECストリーム選択'受信手段に伝送する例を示した構成図である。

[図 8]本発明の実施の形態 2における FECストリーム選択 ·受信手段が内部で保持するテーブルのデータ構成を示した図である。

[図 9]本発明の実施の形態 3における 1台目の FECパケット計算手段において、 FEC パケットを計算する様子を示した説明図である。

[図 10]本発明の実施の形態 3における 2台の FECパケット計算手段により生成される FECパケットを示した図である。

[図 11]本発明の実施の形態 3における 2台の FECパケット計算手段により生成される FECパケットの XOR演算を行った場合を示した図である。

[図 12]本発明の実施の形態 3における 2台の FECパケット計算手段により生成される FECパケットとロスパケットとの関係を示した図である。

[図 13]本発明の実施の形態 3における 1台目の FECパケット計算手段により生成される FECパケットとメディアパケットの復元の様子を示した図である。

[図 14]本発明の実施の形態 3におけるデータ送信装置、 2台のデータ受信装置およびネットワークにより構成される配信システムの構成図である。

発明を実施するための最良の形態

[0012] 実施の形態 1. 図 1は、本発明の実施の形態 1におけるデータ配信システムの構成図である。このデータ配信システムは、データ送信装置 100、データ受信装置 200、およびネットヮーク 300で構成される。データ送信装置 100およびデータ受信装置 200は、 IP網等のネットワーク 300を介して接続されている。データ送信装置 100は、例えば、 MPE G等の符号ィ匕方式により符号化された映像 ·音声等のメディアデータを含むパケット（以下の説明において、メディアデータを含むパケットをメディアパケットと称する）を生成する。さらに、データ送信装置 100は、生成したメディアパケットを、ネットワーク 30 0を介して、メディアストリームとしてデータ受信装置 200にリアルタイム送信する。

[0013] これに対して、データ受信装置 200は、データ送信装置 100より受信したメディアパケットから、符号ィ匕された映像 ·音声等のメディアデータを取得し、デコードあるいは映像 ·音声等の蓄積 ·再生等の処理を行う。

[0014] また、データ送信装置 100は、メディアパケットと同時に、そのメディアパケットに対応する FEC誤り訂正用の冗長データパケット（以下の説明において、 FECパケットと称する）を生成する。さらに、データ送信装置 100は、生成した FECパケットを、ネットワーク 300を介して、 FECストリームとしてデータ受信装置 200にリアルタイム送信する。

[0015] これに対して、データ受信装置 200は、データ送信装置 100より受信したメディアパケットにパケットロスが生じた場合には、同じくデータ送信装置 100より受信した FEC パケットを用いて、ロスしたパケット (パケットロス）の復元処理を実行する。ここで、「パケットロス」とは、ネットワーク 300の輻輳等の原因により、いくつかのパケットがネットヮーク 300上で消失する現象を意味する。

[0016] 次に、図 2は、本発明の実施の形態 1におけるデータ送信装置 100の内部構成図である。図 2において、データ送信装置 100は、メディアパケット生成手段 101、メディァパケット送信手段 102、 FECパケット計算手段 103、 FECパケット送信手段 104より構成される c

[0017] ここで、図 2において、 FECパケット計算手段 103および FECパケット送信手段 10 4は、複数台で構成されており、それぞれの符号に付されている添字「a」「b」は、それぞれ 1台目、 2台目を意味するものである。 [0018] メディアパケット生成手段 101は、データ送信装置 100がネットワーク 300を介してデータ受信装置 200に送信しょうとするメディアパケットを生成する機能を持つ。例えば、メディアパケット生成手段 101は、映像のエンコーダ等に相当する。あるいは、メディアパケット生成手段 101は、あら力じめローカルに蓄積してあるメディアデータよりメディアパケットを生成する場合もある。

[0019] メディアパケット送信手段 102は、ネットワーク 300に接続されており、メディアバケツト生成手段 101で生成されたメディアパケットを、メディアストリームとしてネットワーク 3 00に送信する機能を持つ。

[0020] FECパケット計算手段 103は、メディアパケット生成手段 101で生成されたメディアパケットを元にして、誤り訂正用の FECパケットを計算する手段である。 FECパケット送信手段 104は、ネットワーク 300に接続されており、 FECパケット計算手段 103から出力された冗長データパケットを FECストリームとして、ネットワーク 300を介してデータ受信装置 200に送信する手段である。図 2においては、 1台目の FECパケット送信手段 104aからは FECストリーム 1が出力され、 2台目の FECパケット送信手段 104 bからは FECストリーム 2が出力される様子が示されている。

[0021] 次に、図 3は、本発明の実施の形態 1におけるデータ受信装置 200の内部構成図である。図 3において、データ受信装置 200は、メディアパケット受信手段 201、 FEC ストリーム選択 ·受信手段 202、メディアパケット復元手段 203、およびメディアバケツト処理手段 204より構成される。

[0022] メディアパケット受信手段 201は、ネットワーク 300に接続されており、データ送信装置 100から送信されたメディアストリームを、ネットワーク 300を介して受信することにより、メディアパケットを取得し、さらに、このメディアパケットを、メディアパケット復元手段 203およびメディアパケット処理手段 204に出力する機能を有する。

[0023] FECストリーム選択 ·受信手段 202は、同じくネットワーク 300に接続されており、ネットワーク 300を介してデータ送信装置 100より送信される複数の FECストリームのうち 1つまたは複数のストリームを選択した上で FECパケットを受信し、この受信した F ECパケットをメディアパケット復元手段 203に出力する機能を有する。

[0024] メディアパケット復元手段 203は、メディアパケット受信手段 201より出力されたメディァパケットに対してパケットロス発生状況をチェックする。そして、メディアパケット復元手段 203は、パケットロス発生を検知した場合には、 FECストリーム選択 ·受信手段 202より出力された FECパケットを用いて、パケットロスの復元処理を行う。さら〖こ、メディアパケット復元手段 203は、復元に成功したパケットについては、メディアパケット処理手段 204に出力する。

[0025] メディアパケット処理手段 204は、メディアパケット受信手段 201およびメディアパケット復元手段 203よりそれぞれ出力されたメディアパケットを受け取り、デコード '表示等の映像'音声等のメディア再生に関連する処理を行う。

[0026] 次に、このような機能を有するデータ配信システムの動作について説明する。まず始めに、データ送信装置 100の動作について説明する。図 2において、メディアパケット生成手段 101は、メディアデータを生成し、生成したメディアデータをあるデータ単位毎にパケット分割する。例えば、メディアパケット生成手段 101は、 MPEGェンコーダによりエンコードされた映像データについて、映像フレーム単位で分割する、あるいは一定のノイト数で分割する等の分割処理を行うことによりパケットを生成する。

[0027] さらに、メディアパケット生成手段 101は、必要に応じて、ネットワーク 300へのパケット送信のためのヘッダ情報等を付加する。メディアパケット生成手段 101は、例えば、 IP (Internet Protocol)網の場合には、ヘッダ情報として、 IPヘッダおよび RTP ( Real-time Transport Plotocol)ヘッダを付与し、 RTPヘッダにシーケンス番号等の情報を付加する。

[0028] 次に、メディアパケット送信手段 102は、メディアパケット生成手段 101で生成されたメディアパケットを、メディアストリームとして、ネットワーク 300を介してデータ受信装置 200に送信する。

[0029] 一方、 FECパケット計算手段 103は、メディアパケット生成手段 101で生成されたメディアパケットを用いて、誤り訂正用の FECパケットを計算する。ここでは、誤り訂正用の処理として、排他的論理和である XOR (exclusive OR)処理を用いた例について、以下に具体例を示す。

[0030] 図 4は、本発明の実施の形態 1における FECパケット計算手段 103において、 FEC パケットを計算する様子を示した説明図である。まず、 FECパケット計算手段 103は、メディアパケット生成手段 101で生成されたメディアパケットについて、連続 n X Q個のパケットを一つのグループとする。そして、 FECパケット計算手段 103は、そのグル一プカも n個おきに Q個分パケットを抜き出したものをサブグループとして抽出する。さらに、 FECパケット計算手段 103は、 nグループの各サブグループ内のメディアパケットのビット毎の XOR処理を行うことにより、各グループについて 1個の FECバケツトを生成する。

[0031] 図 4では、 n=6、 Q=4の例を示しており、連続する 6 X 4 = 24個のパケットを 1つのグループとしている。例えば、 FECパケット計算手段 103は、 1番目のグループとして、 24個の連続するパケットの 1番目のパケットを先頭として 6個おきに 4個分のパケットを抽出することにより、 1、 7、 13、 19番目のパケットからなるサブグループを特定する。同様にして、 FECパケット計算手段 103は、 2— 6番目のグループとなるサブグループを特定する。

[0032] さらに、 FECパケット計算手段 103は、それぞれのグループのメディアパケットをサブグループとして抽出した後に、各サブグループのビット毎の XOR処理を行うことにより、 6つのサブグループに対応した FECパケット XI— X6を生成する。

[0033] このようにして FECパケット計算手段 103で生成された FECパケット XI— X6は、順次 FECパケット送信手段 104に出力される。そして、 FECパケット送信手段 104は、 FECパケットに対して、必要に応じてヘッダ情報等を付加する。さらに、 FECパケット送信手段 104は、 FECパケットを、 FECストリームとして、ネットワーク 300を介してデータ受信装置 200に送信する。

[0034] ここで、必要に応じて FECパケットに付加されるヘッダ情報としては、例えば、 FEC パケット生成時に XOR処理を行ったパケットに関する情報、具体的には、メディアパケットの RTPシーケンス番号等があげられる。この場合には、 FECパケット送信手段 104は、例えば、 FECパケット XIに対して、シーケンス番号として 1、 7、 13、 19番目のメディアパケットの RTPシーケンス番号を FECパケットのヘッダ情報として付カ卩することになる。

[0035] ここで、図 4においては、 n=6、 Q =4の場合を例示した。しかしながら、本方式を用いた場合には、その他にも n、 Qの値を任意に変えることで、 FECパケットの生成頻度や誤り耐性の強さ等を変更することができる。そこで、本発明のデータ送信装置 10 0においては、 FECパケット計算手段 103aと FECパケット計算手段 103bとで、それぞれ異なる n、 Qの値を設定して FECパケットを生成するようにする。

[0036] 例えば、 1台目の FECパケット計算手段 103aは、 n=6、 Q =4と設定し、 2台目の F ECパケット計算手段 103bは、 n= l、 Q = 24と設定したとする。この場合には、 FEC パケット計算手段 103aは、 24メディアパケット毎に 6個の FECパケットを生成し、 FE Cパケット計算手段 103bは、 24メディアパケット毎に 1個の FECパケットを生成することになる。

[0037] なお、図 2では、 FECパケット計算手段、 FECパケット送信手段は、それぞれ 2台分を例示している。し力しながら、これらの台数は、 2個に限らず、複数台であれば 3台以上の FECパケット計算手段および FECパケット送信手段があってもょ、。この場合には、各々の FECパケット計算手段は、パラメータ n、 Qの値を変える等の手段により、あるいは、あら力じめ決められた異なるパラメータ n、 Qの値を用いることにより、お互いに異なる FECパケット計算方法を用いて FECパケットを生成するものとする。その際の FECパケット計算方法についても、本実施の形態に示したような XOR処理べ一スの FECパケット生成の方法に限るものではない。

[0038] 次に、データ受信装置 200の動作について説明する。図 3において、メディアパケット受信手段 201は、データ送信装置 100から送信されたメディアストリームを、ネットワーク 300を介して受信することにより、メディアパケットを取得する。その際に、ネットワークの輻輳等の原因により、いくつかのパケットがネットワーク上で消失する「バケツトロス」が発生した場合を仮定する。

[0039] FECストリーム選択 ·受信手段 202は、データ送信装置 101より送信された複数の FECストリームのうち、一つまたは複数の FECストリームを選択して受信する。さらに、 FECストリーム選択'受信手段 202は、受信した FECストリームをメディアパケット復元手段 203に出力する。

[0040] メディアパケット復元手段 203は、メディアパケット受信手段 201よりメディアパケットを受け取り、パケットロスの状況を把握する。メディアパケット復元手段 203は、例えば、メディアパケットの RTPヘッダのシーケンス番号の抜けをチェックすることにより、ノケットロスの判定が可能となる。

[0041] そして、メディアパケット復元手段 203は、パケットロスの発生を検知した場合には、以下の方法でパケットの復元を試みる。メディアパケット復元手段 203は、ロスしたパケットの RTPシーケンス番号を「a」とした場合に、そのパケットを復元するのに必要なメディアパケットおよび FECパケットを検索する。

[0042] FECストリーム選択 ·受信手段 202より受信した FECパケットのヘッダ情報には、 F ECパケット生成時に XOR処理を行ったパケットの RTPシーケンス番号が記録されているものと仮定する。この場合において、メディアパケット復元手段 203は、 FECストリーム選択'受信手段 202より受信した FECパケットの中から、ヘッダに RTPシーケンス番号「a」が含まれている FECパケットをまず見つけ出す。さらに、メディアパケット復元手段 203は、そのヘッダより、 FECパケットの生成時に XOR処理の対象となった R TPパケットを、メディアパケット受信手段 201より受信したメディアパケットの中から探し出す。

[0043] もしも、これらの FECパケットおよび RTPパケットが全て見つかれば、メディアバケツト復元手段 203は、その全てのパケットのビット毎の XORを算出することで、ロスしたパケットのデータを復元できる。一方、それらの FECパケットまたは RTPパケットのうち一つでも見つ力もないものがある場合には、メディアパケットの復元は不可能であるため、メディアパケット復元手段 203は、復元処理を断念する。

[0044] このようにして、メディアパケット復元手段 203は、メディアパケット受信手段 201より受け取ったメディアパケットと、 FECストリーム選択 ·受信手段 202より受け取った FE Cパケットとを用いて、ロスパケットの復元を行って!/、く。

[0045] 図 5は、本発明の実施の形態 1のメディアパケット復元手段 203による復元処理の説明図である。メディアパケットおよび FECパケットの番号は、図 4と同様であり、 n= 6、 Q=4の場合に相当している。図 5において、メディアパケット復元手段 203は、メディアパケット受信手段 201が受信した連続する 24個のメディアパケットと、 FECストリーム選択 ·受信手段 202が受信した連続 6個の FECパケットとを取り込んで、復元処理を行う。

[0046] ここで、メディアパケットのうち、 7— 12番目の連続した 6個のパケットがロスした場合を仮定する。図 4において、 FECパケット XIの生成元となったメディアパケットは、 1、 7、 13、 19番目のメディアパケットであるから、逆に 1、 13、 19番目のメディアパケットおよび FECパケット XIのビット毎の XOR演算を行えば、 7番目のメディアパケットが得られるはずである。

[0047] 他のロスパケットである 8、 9、 10、 11、 12番目のメディアパケットについても同様に、それぞれ FECパケット X2、 X3、 X4、 X5、 X6と対応するメディアパケットの XOR演算から復元することが可能である。したがって、図 5の例示では、最終的に、 7— 12番目のロスパケットは、すべてメディアパケット復元手段 203によって復元できることとなる。

[0048] このようにして復元されたメディアパケットは、メディアパケット復元手段 203から順次メディアパケット処理手段 204に送出される。そして、メディアパケット処理手段 204 は、メディアパケット受信手段 201から送出されたメディアパケットと、メディアパケット復元手段 203から送出された復元されたメディアパケットとを合わせて、デコード '表示等の映像 ·音声等のメディア再生に関連する処理を行う。

[0049] ここで、 FECストリームの選択方法の一例を示す。図 6は、本発明の実施の形態 1における FECストリーム選択'受信手段 202が内部で保持するテーブルのデータ構成を示した図である。このテーブルには、各々のストリームに対応して、受信ポート、 FE Cパケット生成時のパラメータ n、 Qの値が記録されているものとする。 FECストリーム選択'受信手段 202は、このテーブルを参照することにより、どの FECストリームがどう V、つたパラメータで生成されて、るのかを把握することができる。

[0050] テーブルに記載されたパラメータからストリームを選択する判断基準としては、例えば、次のものがあげられる。図 7は、本発明の実施の形態 1のデータ受信装置において、メディアパケット受信手段 201が自身のパケット受信状況を FECストリーム選択' 受信手段 202に伝送する例を示した構成図である。メディアパケット受信手段 201は、例えば、メディアパケットの RTPシーケンス番号をパケット受信状況として、 FECストリーム選択 ·受信手段 202に伝送する。

[0051] FECストリーム選択 ·受信手段 202は、伝送された RTPシーケンス番号より、バケツトロス発生率やバースト長の分布等の情報を算出して、適切な _n、 Qの値を決定する。例えば、パケットロスの発生率が十分低ぐかつバースト長の分布において、大半のバーストが 2パケット以上 6パケット以下であるような場合を仮定する。

[0052] FECストリーム選択 ·受信手段 202は、このような場合には、図 4の例のように、 n= 6に設定して連続 24メディアパケットのうち連続 6パケットまでのバーストロスが復元可能であるようにする。この結果、バーストパケットロスの大半が復元可能ということになり、パケットロス復元に効果的である。

[0053] 逆に nが 2以下であるような場合は、バーストパケットロスの大半が復元不可能となつてしまうため、パケットロス復元には効果的でない。また、設定する nの値については、大きくなればなるほど、メディアパケットに対する FECパケットの生成数が増大し、ストリームのオーバーヘッドが大きくなつてしまう。したがって、設定する nの値は、なるベく小さ、値に設定することが望ま、。

[0054] よって、 FECストリーム選択'受信手段 202は、図 4のテーブルのうち、 n=6で復元能力が十分であると判断した場合は、 nが 6よりも大きなものに相当する FECストリーム番号 4一 6は選択しないものとして、 FECストリーム番号 3の FECストリームを選択する。さらに、 FECストリーム選択 ·受信手段 202は、該当する受信ポート番号 4020 0より FECストリームを受信する。

[0055] なお、以上の例では、データ受信装置 200が選択する FECストリームは 1つのみの場合を示している。しカゝしながら、判断基準によっては、データ受信装置 200は、複数の FECストリームを選択し、それらの FECパケットを組み合わせてロスパケット復元を行う場合も当然考えられる。

[0056] また、メディアパケットのパケットロス状況が受信中に変化したような場合でも、 FEC ストリーム選択'受信手段 202は、その状況の変化に合わせて適宜 FECストリームの再選択を行うことができる。そして、 FECストリーム選択 ·受信手段 202は、再選択した結果に基づいて受信する FECストリームを切り替えることにより、ロスパケット復元の効率の低下を防ぐことが可能である。

[0057] 実施の形態 1によれば、データ送信装置は、送出中のメディアストリームに対応して、複数の異なる FECストリームを送出できる。さらに、これに対応して、データ受信装置は、ネットワークを介して送信された複数の FECストリームより 1つあるいは複数の F ECストリームを選択してメディアパケットのロスの復元処理を行うことができる。

[0058] さらに、データ受信装置は、受信したメディアパケットに基づいてパケットロス発生率等の情報を算出できるとともに、算出した情報に基づいて適切な FECストリームを選択することができる。これにより、データ受信装置は、現在の受信状況に対してより適切なロスパケット復元を行うための FECストリームを受信することが可能となり、基本的にデータ受信装置力もデータ送信装置へのフィードバックの必要なぐロスパケットの復元率を向上させることが可能となる。

[0059] 実施の形態 2.

実施の形態 1では、データ受信装置 200は、 FECストリームを選択する際に、あら力じめ図 6に示すような FECストリームのパラメータに関するテーブルを持っている場合について説明した。本実施の形態 2では、データ受信装置 200が FECストリームを選択する際に、こうした情報をあらかじめ持っていない場合について説明する。実施の形態 1と同様に、パラメータ力 =6、 Q=4である場合を例に説明する。

[0060] 図 8は、本発明の実施の形態 2における FECストリーム選択 ·受信手段 202が内部で保持するテーブルのデータ構成を示した図である。本実施の形態 2のデータ受信装置 200において、 FECストリーム選択 ·受信手段 202は、図 8に示すように、 FECストリームを受信するポート番号のみのテーブルを持っているものとする。すなわち、受信ポート番号がわ力ないと FECストリームを受信しょうがないため、最低限の情報としてあら力じめ、あるいは別途何らかの手段で、この FECストリームを受信するポート番号のみの情報を入手して、るものとする。

[0061] FECストリーム選択 ·受信手段 202は、このテーブルに従って、 FECストリーム番号 1から順に一定時間（例えば 0. 5秒)ごとに、あるいは最初の FECパケットを受信するまでストリーム受信を順次行い、受信した FECパケットより FECストリームのパラメータを推測する。

[0062] 例えば、実施の形態 1に示したような XOR処理ベースでの FECパケット生成がなされている場合に、 FECストリーム番号 3において、最初に受信した FECパケットのへッダに、対応するメディアパケットの RTPシーケンス番号 1、 7、 13、 19が記録されていたとする。 FECストリーム選択'受信手段 202は、 RTPパケット 6個おきに 4個の RT Pパケットを抜き出して FECパケットを生成していることがわ力るため、実施の形態 1で示した FECパラメータ n、 Qについて、 n=6、 Q=4であると判断できる。

[0063] これにより、 FECストリーム選択 ·受信手段 202は、 FECストリーム番号 3に対応するパラメータは、 n=6、 Q =4であると判断し、テーブルに追加する。同様に、 FECストリーム選択'受信手段 202は、 FECストリーム番号 1、 2、 4、 5、 6についても同様の判断を行うことができ、最終的に図 6に示すようなテーブルが完成する。

[0064] 実施の形態 2によれば、 FECストリーム選択 ·受信手段は、複数の FECストリームを一定の短!、時間順次受信し、 FECパケットに含まれて、るヘッダ情報を読み取ることにより、 FECストリームのパラメータに代表される FECストリームの特性を把握することができる。これにより、 FECストリーム選択 ·受信手段は、あら力じめ FECストリームの特性と受信ポートとの対応関係を記憶することなぐ FECストリームの選択判断を実行することが可能となる。

[0065] さらに、 FECストリーム受信の最中に FECストリームの特性が変化した場合についても、 FECストリーム選択'受信手段は、変化した FECストリームに対応することが可能となる。すなわち、 FECストリーム選択 ·受信手段は、必要に応じて適宜あるいは一定周期で、順次 FECストリームの受信の実行を繰り返すことで、 FECストリームの特性の変化に伴うパラメータ変更に対応した受信ポートを特定することができる。これにより、 FECストリーム選択'受信手段は、ストリーム受信の最中に FECストリームの特性が変化した場合にも、最適な FECストリームの選択をやり直すことが可能となる。

[0066] 実施の形態 3.

実施の形態 1および 2では、データ送信装置は、各々独立したパラメータを持つ複数の FECストリームを送信し、データ受信装置は、それらの FECストリーム力あるストリームを選択してパケットロス復元を行う場合について説明した。本実施の形態 3では、データ送信装置は、互いに関連性のある複数の FECストリームを送信し、データ受信装置は、それらの FECストリームを合わせて受信してロスパケットの復元を行うことで、パケットロス復元率を向上させる場合について説明する。

[0067] 図 2のデータ送信装置 100において、 2台の FECパケット計算手段 103a、 103b力互いに関連する FECストリームを算出する場合を考える。図 9は、本発明の実施の形態 3における 1台目の FECパケット計算手段 103aにおいて、 FECパケットを計算する様子を示した説明図である。図 9において、 FECパケット計算手段 103aは、 n= 3 、 Q = 8のパラメータによる FECパケット Y1— Y3の生成を行うものとする。

[0068] 一方、 2台目の FECパケット計算手段 103bは、図 4に示すような n=6、 Q=4のパラメータによる FECパケットのうち、 3個の FECパケット XI— X3の生成のみを行うものとする。

[0069] 図 10は、本発明の実施の形態 3における 2台の FECパケット計算手段 103a、 103 bにより生成される FECパケットを示した図である。すなわち、 1台目の FECパケット計算手段 103aiま、 f列えば、、 1、 4、 7、 10、 13、 16、 19、 22番目のメディアノケットの XORを計算することで、 FECパケット Y1を生成する。一方、 2台目の FECパケット計算手段 103bは、例えば、 1、 7、 13、 19番目のメディアパケットの XORを計算することで、 FECパケット XIを生成する。

[0070] 図 11は、本発明の実施の形態 3における 2台の FECパケット計算手段 103a、 103 bにより生成される FECパケットの XOR演算を行った場合を示した図である。例えば、 FECパケット Y1と FECパケット XIとのビット毎の XORを計算した場合を考える。

[0071] この場合に、 FECノケット Yliま、 1、 4、 7、 10、 13、 16、 19、 22番目のメディアノケットの XORであり、 FECパケット XIは、 1、 7、 13、 19番目のメディアパケットの ΧΟ Rであることから、両者間で重複する 1、 7、 13、 19番目のメディアパケットの分が打ち消し合うこととなる。したがって、 Y1と XIとの XORの計算結果は、両者間で重複していない 4、 10、 16、 22番目のメディアパケットの XORを計算した場合と同じになる。

[0072] この計算結果は、図 4における FECパケット Χ4に相当することになる。同様にして、 FECパケット Υ2と Χ2との XOR演算で FECパケット Χ5が得られる。さらに、 FECパケット Υ3と Χ3との XOR演算で FECパケット Χ6が得られる。従って、データ受信装置 20 0は、 2台の FECパケット計算手段 103a、 103bで計算された FECストリームの両方を受信することにより、 n=6、 Q=4の FECストリームを受信する場合と同様のバケツトロス復元効果を得ることができる。

[0073] RTPシーケンス番号「a」のロスパケット復元処理に際し、実施の形態 1または 2におけるデータ受信装置 200は、受信した FECパケットより、ヘッダに RTPシーケンス番号「a」が含まれている FECパケットと、その FECパケットの生成時に XOR処理の対象となった RTPパケットとを、受信したメディアパケットの中力も探し出していた。そして、もしもそれらの FECパケットまたは RTPパケットのうち 1つでも見つからないものがある場合には、実施の形態 1または 2におけるデータ受信装置 200は、メディアバケツトの復元が不可能であるため、復元処理を断念して!/、た。

[0074] これに対し、本実施の形態 3におけるデータ受信装置 200は、 RTPシーケンス番号「a」が含まれて!/、る FECパケットが複数存在する場合には、その中のある FECバケツトで、上記のように実施の形態 1で復元処理を断念していたようなケースにおいても、まだ復元の可能性が残されているものとして取り扱う。具体的な処理内容を以下に説明する。

[0075] 実施の携帯 1における図 6の場合と同様に、 7— 12番目の 6個の連続したメディアパケットがロスした場合を考える。図 12は、本発明の実施の形態 3における 2台の FE Cパケット計算手段 103a、 103bにより生成される FECパケットとロスパケットとの関係を示した図であり、 7— 12番目の 6個の連続したメディアパケットがロスした場合を表している。

[0076] この場合に、 1台目の FECパケット計算手段 103aが出力した FECパケット Yl、 Υ2 、 Υ3については、それぞれ対応するメディアパケットが 2個ずつロスしてしまっているため、単純な XOR処理では復元ができない。

[0077] ところが、 2台目の FECパケット計算手段 103bが出力した FECパケット XI、 X2、 X 3につ!/、ては、それぞれ対応するメディアパケットが 1個ずつし力ロスしてヽな、ため、ロスパケットの復元が可能である。そこで、メディアパケット復元手段 203は、 7、 8、 9番目のメディアパケットの復元処理を行う。

[0078] 図 13は、本発明の実施の形態 3における 1台目の FECパケット計算手段 103aにより生成される FECパケットとメディアパケットの復元の様子を示した図である。この図 1 3は、 7— 12番目の 6個の連続したメディアパケットがロスしている場合に、 2台目の F ECパケット計算手段 103bが出力した FECパケット XI、 X2、 X3により復元された 7 一 9番目のメディアパケットが反映される場合を表している。

[0079] このような復元処理の反映が行われた場合には、 FECパケット Yl、 Υ2、 Υ3の様子についても、各々の FECパケットに対応するメディアパケットのロスが 1個のみであるのと同様となる。このため、メディアパケット復元手段 203は、 10、 11、 12番目のロスパケットを復元することができる。

[0080] このように、ロスパケットに対応する FECパケットが複数存在する場合にも、復元可能な FECパケットを適用してロスパケットの復元を部分的に行っていくことにより、 FE Cパケットにより復元可能なロスパケットの対応範囲が拡大することになる。また、上述のような関連性のある複数の FECパケットを用いることにより、互いに関連性のな!ヽ独立した複数の FECパケットを用いる場合と同様の復元効果を得ることができる。これにより、使用する FECパケットを削減することができ、 FECストリームの配信に要する帯域幅を削減することが可能となる。

[0081] これらの機能を持つデータ送信装置 100、データ受信装置 200を用いたデータ配信システムについて示す。図 14は、本発明の実施の形態 3におけるデータ送信装置 100、 2台のデータ受信装置 200、 210、およびネットワーク 300により構成される配信システムの構成図である。ここで、データ送信装置 100は、 FECパケット送信手段 104aより FECストリーム F1を送出し、 FECパケット送信手段 104bより FECストリーム F2を送出して、るものとする。

[0082] また、 2台の FECパケット計算手段 103a、 103bで計算している FECパケットは、前述の通りであるとする。さらに、 FECストリーム F1は、データ受信装置 200、 210の両方で受信されており、 FECストリーム F2は、データ受信装置 210のみで受信されているものとする。このとき、データ受信装置 200は、連続するメディアパケット 24個に対して、 FECパケット 3個のオーバーヘッドのみではある力パケットロス復元能力につ!、ては、 24メディアパケット中最大連続 3個までのバーストロスを復元できるものに限られる。

[0083] 一方、データ受信装置 210は、連続するメディアパケット 24個に対して、 FECパケット 6個のオーバーヘッドとなってしまう力パケットロス復元能力については、 24メディァパケット中最大連続 6個までのバーストロスを復元できることになる。このようにすれば、異なるパラメータの FECストリーム、例えば n= 3、 Q = 8の FECストリームと n= 6、 Q=4の FECストリームとの両方を送信する場合に比べ、ストリーム配信に要するネットワークの帯域幅を少なくすることができる。

実施の形態 3によれば、データ送信装置は、互いに関連性のある複数の FECストリームを送信し、データ受信装置は、それらの FECストリームを合わせて受信するようにする。これにより、互いに関連性のない独立した複数の FECストリームを送信してデータ受信装置毎に受信する FECストリームを選択する場合と比べて、 FECストリームの配信に要する帯域幅を削減することが可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 符号化されたメディアデータを含むメディアパケットを生成するメディアパケット生成手段と、

前記メディアパケットをメディアストリームとしてネットワーク上に送信するメディアパケット送信手段と、

送出中の前記メディアストリームに対応して、異なるパラメータによりそれぞれ異なる冗長度を有する FEC誤り訂正用の FECパケットを算出する複数の FECパケット計算手段と、

前記複数の FECパケット計算手段で算出されたそれぞれの前記 FECパケットを FE Cストリームとしてネットワーク上に送信する複数の FECパケット送信手段と

を備えたデータ送信装置。

[2] 請求項 1に記載のデータ送信装置にお!、て、

前記メディアパケット生成手段は、ヘッダ情報を付加したメディアパケットを生成するデータ送信装置。

[3] 請求項 1に記載のデータ送信装置にお!、て、

前記複数の FECパケット計算手段のそれぞれは、他の FECパケット計算手段で算出された FECパケットと関連性を有するように FECパケットを算出するデータ送信装置。

[4] メディアストリームをネットワーク上力も受信することによりメディアパケットを取得するメディアパケット受信手段と、

ネットワーク上の前記メディアストリームに対応する複数の FECストリームの中から、 1つまたは複数の FECストリームを選択して受信することにより FECパケットを取得する FECストリーム選択，受信手段と、

前記メディアパケット受信手段が取得した前記メディアパケットに基づいて前記メディァパケットの一部に消失したパケットがある力否かを判断し、消失したパケットがある場合には前記 FECストリーム選択 ·受信手段が取得した前記 FECパケットを用いて前記消失したパケットの復元処理を行うメディアパケット復元手段と

を備えたデータ受信装置。

[5] 請求項 4に記載のデータ受信装置にお、て、

前記メディアパケット受信手段は、ヘッダ情報が含まれて、るメディアストリームを受信し、前記ヘッダ情報を前記 FECストリーム選択'受信手段に転送し、

前記 FECストリーム選択 ·受信手段は、転送された前記ヘッダ情報に基づいてパケットの消失の発生状況を推定し、推定した前記発生状況に応じてネットワーク上の複数の FECストリームの中力選択すべき 1つまたは複数の FECストリームを特定して受信することにより FECパケットを取得する

データ受信装置。

[6] 請求項 5に記載のデータ受信装置において、

前記 FECストリーム選択 ·受信手段は、複数の FECストリーム番号に対してそれぞれの FECパケット算出時のパラメータと受信ポートとの対応関係を示すテーブルをあらカじめ記憶した記憶部を有し、推定した前記発生状況に応じて、前記テーブルの中力選択すべき 1つまたは複数の FECストリーム番号および対応する通信ポートを特定して、ネットワーク上の複数の FECストリームの中力所望の FECストリームを受信するデータ伝送装置。

[7] 請求項 5に記載のデータ受信装置において、

前記 FECストリーム選択 ·受信手段は、複数の FECストリーム番号と受信ポートとの対応関係を示すテーブルをあらカゝじめ記憶した記憶部を有し、ヘッダ情報を含む複数の FECストリームを、前記テーブルに記憶されたそれぞれの通信ポートから順次受信し、受信したそれぞれの FECストリームに含まれて、るヘッダ情報に基づ!/、て FE Cパケット算出時のパラメータを特定し、特定した前記パラメータを前記記憶部に記憶された前記テーブルの FECストリーム番号に対応させて記憶させ、推定した前記発生状況に応じて、前記テーブルの中力選択すべき 1つまたは複数の FECストリーム番号および対応する通信ポートを特定して、ネットワーク上の複数の FECストリ一ムの中力所望の FECストリームを受信するデータ伝送装置。

[8] 請求項 7に記載のデータ受信装置において、

前記 FECストリーム選択 ·受信手段は、ネットワーク上の前記メディアストリームに対応する複数の FECストリームを順次受信して前記パラメータを特定する処理を、適宜繰り返して行うことにより、前記記憶部の前記テーブルを適宜更新するデータ受信装置。

[9] 請求項 4に記載のデータ受信装置において、

前記 FECストリーム選択 ·受信手段は、ネットワーク上の前記メディアストリームに対応する複数の FECストリームの中から、互いに関連性を有する複数の FECストリームを選択して受信することにより互いに関連性のある複数の FECパケットを取得し、前記メディアパケット復元手段は、前記 FECストリーム選択 ·受信手段が取得した互いに関連性のある前記複数の FECパケットを用いて前記消失したパケットの復元処理を行う

データ受信装置。

[10] 請求項 1に記載のデータ送信装置と請求項 4に記載のデータ受信装置とを備えたデータ配信システム。