(57)【要約】  【課題】  従来に比べて少ない演算量で変動後のネットワーク状態に適合した送信用の符号化ユニットデータを生成できる送信装置を提供する。  【解決手段】  ネットワーク１９の静的な情報を基にコンテンツデータから符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉを生成し、バッファ２５に書き込む。パケット化部２９は、ネットワーク１９の動的な情報を基に、バッファ２５から符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉを選択的に読み出してパケットデータＰａｃｋｅｔを生成する。【選択図】  図２
2006340112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路を介して、複数のデータ集合からなる送信データを送信する送信装置であって、
前記データ集合を分割し、分割データを生成する分割データ生成手段と、
前記伝送路の状態を取得する状態取得手段と、
前記状態取得手段により取得された前記伝送路の状態に基づき、前記データ集合ごとに前記分割データを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された、異なる前記データ集合に属する前記分割データを含むパケットデータを生成するパケットデータ生成手段と、
前記パケットデータ生成手段により生成された前記パケットデータを送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする送信装置。
【請求項２】
前記選択手段は、前記分割データのうち、前記データの品質に与える影響が大きいものから優先的に選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】
前記送信データは、階層符号化された階層符号化データを含み、前記データ集合は、前記階層符号化データにおける階層データを含んでおり、
前記パケットデータ生成手段は、前記選択手段により選択された前記分割データを、低階層の前記階層データが、高階層の前記階層データより先に配置されるように結合して、前記パケットデータを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項４】
前記選択手段は、低階層の前記階層データに属する前記分割データを、高階層の前記階層データに属する前記分割データと比較して、より多く選択する
ことを特徴とする請求項３に記載の送信装置。
【請求項５】
前記データ集合は、情報データおよび誤り訂正データを含み、
前記選択手段は、前記データ集合ごとに、前記誤り訂正データを含む分割データに対して、前記情報データを含む分割データを優先的に選択する
ことを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
【請求項６】
前記伝送路の状態に基づき、前記誤り訂正データを含む分割データのうち、送信すべき前記分割データを設定する設定手段をさらに備え、
前記選択手段は、前記設定手段により設定された前記送信すべき前記分割データを選択する
ことを特徴とする請求項５に記載の送信装置。
【請求項７】
前記選択手段は、前記分割データで構成されるブロック単位で前記分割データを選択し、
前記設定手段は、前記伝送路の状態に基づき、前記情報分割データを送信するための第１のブロック数、および誤り訂正データを含む前記送信すべき分割データを送信するための第２のブロック数をそれぞれ設定し、
前記選択手段は、前記データ集合ごとに、前記第１のブロック数に基づき決定された、前記ブロックを構成する分割データの数に従って、前記ブロックごとに前記分割データを選択する
ことを特徴とする請求項６に記載の送信装置。
【請求項８】
前記パケットデータ生成手段は、前記階層が復号データの品質に与える影響が大きくなるに従って、当該階層に関するより多くのデータ量の誤り訂正ユニットを前記パケットデータに含ませる
請求項３に記載の送信装置。
【請求項９】
前記分割データ生成手段は、前記ネットワークについて予め想定した最悪の通信状態に基づいて、前記分割データを生成する
請求項１に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記ネットワークの利用可能バンド幅およびパケットロス率の少なくとも一方を検出する検出手段
をさらに有し、
選択手段は、前記検出手段が検出した利用可能バンド幅およびパケットロス率の少なくとも一方を前記ネットワーク状態データとして用いて、前記送信用の前記符号化ユニットデータを選択する
請求項１に記載の送信装置。
【請求項１１】
前記パケットデータ生成手段は、各々単数の前記階層の階層データおよび誤り訂正ユニットデータを含む複数の第１のパケットデータと、前記複数の階層の誤り訂正符号ユニットデータを含む単数または複数の第２のパケットデータとを生成する
請求項８に記載の送信装置。
【請求項１２】
伝送路を介して、複数のデータ集合からなる送信データを送信する送信方法であって、
前記データ集合を分割し、分割データを生成する第１の工程と、
前記伝送路の状態を取得する第２の工程と、
前記第２の工程で取得された前記伝送路の状態に基づき、前記データ集合ごとに前記分割データを選択する第３の工程と、
前記第３の工程により選択された、異なる前記データ集合に属する前記分割データを含むパケットデータを生成する第４の工程と、
前記第４の工程で生成した前記パケットデータを送信する第５の工程と
を有する送信方法。
【請求項１３】
伝送路を介して、複数のデータ集合からなる送信データを送信するコンピュータが実行するプログラムであって、
前記データ集合を分割し、分割データを生成する第１の手順と、
前記伝送路の状態を取得する第２の手順と、
前記第２の手順で取得された前記伝送路の状態に基づき、前記データ集合ごとに前記分割データを選択する第３の手順と、
前記第３の手順により選択された、異なる前記データ集合に属する前記分割データを含むパケットデータを生成する第４の手順と、
前記第４の手順で生成した前記パケットデータを送信する第５の手順と
を前記コンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、符号化データをネットワークを介して送信するために用いられる送信装置、送信方法およびプログラム記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、近年、ネットワークを介して、ビデオストリーミングなどにより、多様なコンテンツデータが提供されている。
このようなネットワークは、通常、ベストエフォート方式であり、ビデオパケットデータは、ネットワークトラブルや最大遅延時間経過などの要因で、受信装置において消失パケットとして扱われることがある。
このようなシステムでは、ビデオストリーミングにおけるパケット消失の問題をいかに解決し、受信装置においてビデオデータを高品質に復号させるかが重要である。
【０００３】
従来の手法では、送信側において、ＦＥＣ(Forward Error Correction)など手法で、ネットワーク状態に基づいて、ビデオデータの各階層を複数（Ｋ個）のソースブロックに分割し、当該複数のソースブロックに誤り訂正符号コードを付加してＮ個のブロックに拡張する。
ここで、Ｎは、ネットワークの利用可能ハンド幅によって動的に決まり、Ｎ−Ｋはパケットロス率によって動的に決まる。
【０００４】
そのため、従来のシステムでは、ネットワーク状態を監視し、ネットワーク状態が変動すると、変動後のネットワーク状態に基づいて、上記ソースブロックへの分割、並びに誤り訂正符号コードの付加を行う。
【０００５】
【非特許文献１】Weiping Li, “Overview of Fine Graularity Scalability in MPEG-4 Video Standard,” IEEE Tran. On Circuits and Systems for Video Technology, Vol. 11, No. 3, March 2001.
【非特許文献２】J. Li, S. Lei, “An Embedded Still Image Coder with Rate-Distortion Optimization.” IEEE TRANSACTION ON IMAGE PROCESSING, Vol. 8, No. 7, July 1999.
【非特許文献３】P. A. Chou, A. E. Mohr, A. Wang, and S. Mehrotra, “Error control for receiver-driven layered multicast of audio and video” IEEE Trans. Multimedia, 3(1): 108-122, March 2001.
【非特許文献４】R. Puri and K. Ramchandran, “Multiple description source coding through forward error correction codes” In Proc. Asilomar Conference on Signal, Systems, and Computers, Asilomar, CA, Oct. 1999, IEEE.
【非特許文献５】P. A. Chou, H. J. Wang, V. N. Padmanabham,“ Layered Multiple description coding”,Packet Video Workshop, Nantes, France, April 2003.
【非特許文献６】Y. Zhu, B. Li, J. Guo, “Multicast with Network coding in Application-Layer Overlay Networks,” IEEE JSAC, vol. 22, No. 1, Jan. 2004.
【非特許文献７】G. Wang, S. Futemma, E. Itakura, “FEC-based Scalable Multiple Description Coding for Overlay Network Streaming”, IEEE CCNC'05, LAS VEGAS, USA, Jan. 2005.
【非特許文献８】P. Ferre, A. Doufexi, A. Nix, D. Bull, and J. Chung-How, “Packetization Strategies for enhanced video transmission over Wireless LANs,” the 14th international Packet Video Workshop in Irvine, USA, Dec. 13-14, 2004.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来のシステムでは、ネットワーク状態が変動すると、変動後のネットワーク状態に基づいて、上記ソースブロックへの分割、並びに誤り訂正符号コードの付加を行うことから、ビデオストリームなどを用いたリアルタイム通信において、ネットワーク状態の変動に伴い、膨大な演算量の演算をリアルタイムに行う必要が生じる。
そのため、システムが大規模且つ高価格な符号化装置を用いる必要が生じる。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するために、ネットワーク状態が変動しても、従来に比べて少ない演算量で変動後のネットワーク状態に適合した送信用の符号化ユニットデータを生成できる送信装置、送信方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した従来技術の問題点を解決し、上述した目的を達成するため、第１の観点の発明の送信装置は、伝送路を介して、複数のデータ集合からなる送信データを送信する送信装置であって、前記データ集合を分割し、分割データを生成する分割データ生成手段と、前記伝送路の状態を取得する状態取得手段と、前記状態取得手段により取得された前記伝送路の状態に基づき、前記データ集合ごとに前記分割データを選択する選択手段と、前記選択手段により選択された、異なる前記データ集合に属する前記分割データを含むパケットデータを生成するパケットデータ生成手段と、前記パケットデータ生成手段により生成された前記パケットデータを送信する送信手段とを備える。
【０００９】
第２の観点の発明の送信方法は、伝送路を介して、複数のデータ集合からなる送信データを送信する送信方法であって、前記データ集合を分割し、分割データを生成する第１の工程と、前記伝送路の状態を取得する第２の工程と、前記第２の工程で取得された前記伝送路の状態に基づき、前記データ集合ごとに前記分割データを選択する第３の工程と、前記第３の工程により選択された、異なる前記データ集合に属する前記分割データを含むパケットデータを生成する第４の工程と、前記第４の工程で生成した前記パケットデータを送信する第５の工程とを有する。
【００１０】
第３の観点の発明のプログラムは、伝送路を介して、複数のデータ集合からなる送信データを送信するコンピュータが実行するプログラムであって、前記データ集合を分割し、分割データを生成する第１の手順と、前記伝送路の状態を取得する第２の手順と、前記第２の手順で取得された前記伝送路の状態に基づき、前記データ集合ごとに前記分割データを選択する第３の手順と、前記第３の手順により選択された、異なる前記データ集合に属する前記分割データを含むパケットデータを生成する第４の手順と、前記第４の手順で生成した前記パケットデータを送信する第５の手順とを前記コンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ネットワーク状態が変動しても、従来に比べて少ない演算量で変動後のネットワーク状態に適合した送信用の符号化ユニットデータを生成できる送信装置、送信方法およびプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態に係わる通信システムについて説明する。
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態を説明する。
先ず、本実施形態の構成要素と、本発明の構成要素との対応関係を説明する。
コンテンツ分割部２３および符号ユニット生成部２４が本発明の分割データ生成手段の一例であり、動的パラメータ決定部２８およびパケット化部２９が本発明の選択手段およびパケットデータ生成手段の一例である。
また、ネットワーク状態検出部２７が本発明の検出手段の一例である。
また、図１１に示すプログラムＲＰＧが本発明のプログラムの一例である。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係わる通信システム１の概念図である。
図１に示すように、通信システム１は、送信装置１１が、コンテンツデータＣＯＮＴを、単数または複数の中継装置１２を介して、単数または複数の受信装置１３に送信する。
通信システム１における通信は、例えば、バンド幅およびパケットロス率が変動するインターネットなどのネットワークを介して行われる。
【００１４】
＜送信装置１１＞
図２は、図１に示す送信装置１１の構成図である。
図２に示すように、送信装置１１は、例えば、メモリ２１、静的パラメータ決定部２２、コンテンツ分割部２３、符号ユニット生成部２４、バッファ２５、インタフェース２６、ネットワーク状態検出部２７、動的パラメータ決定部２８およびパケット化部２９を有する。
送信装置１１は、例えば、受信装置１３に対してコンテンツデータをストリーミング形式で送信する。
【００１５】
［メモリ２１］
メモリ２１は、送信対象のコンテンツデータＣＯＮＴを記憶する。
本実施形態において、コンテンツデータＣＯＮＴは、例えば、ＪＰＥＧ(Joint Photographic Coding Experts Group)２０００やＭＰＥＧ(Motion Picture Experts Group)４−ＦＧＳなどで階層符号化されたデータである。
ＪＰＥＧ２０００では、符号化装置は、例えば、被符号化画像データを離散ウェーブレット変換して得た変換係数を複数のコードブロックに分割し、各コードブロックに対してビットプレーン分解を行う。
そして、上記符号化装置は、各ビットプレーンを複数の符号化パスに分割し、符号化パス単位で符号量を制御する。
また、ＪＰＥＧ２０００では、再生画像におけるＳＮＲ向上に対応する符号化データのまとまりである階層が規定されている。
上記符号化装置は、上位階層のデータに対して下位階層のデータを追加送信することで段階的に再生画像の向上を図れる。また、与えられたビットレートを超えるデータに対しては切り捨て処理を行うことができる。
【００１６】
［静的パラメータ決定部２２］
静的パラメータ決定部２２は、ネットワーク１９の状態とは無関係に（オフラインで）、予め想定したネットワーク１９の最悪の状態および最大利用可能ビットレートに基づいて、パラメータ（ｎｉ，ｋｉ）を決定する。
パラメータ（ｎｉ，ｋｉ）において、「ｉ」は、コンテンツデータＣＯＮＴの階層の番号を示している。
本実施形態では、階層の番号「ｉ」が小さくなるに従って、上位の階層となり、その復号画像の画質に与える影響が大きくなる。
ｋｉは、コンテンツ分割部２３において、送信データの階層Ｌａｙｅｒｉを複数の情報ユニットデータＩＵに分割する数を示している。
また、ｎｉは、符号ユニット生成部２４において、送信データの階層Ｌａｙｅｒｉを構成する上記複数の情報ユニットデータＩＵに、誤り訂正符号ユニットデータを付加した後のユニットデータの総数を示している。
ｋｉ／ｎｉは、例えば、０．６である。
静的パラメータ決定部２２は、パラメータｋｉをコンテンツ分割部２３に出力する。
また、静的パラメータ決定部２２は、パラメータｎｉを符号ユニット生成部２４に出力する。
【００１７】
［コンテンツ分割部２３］
コンテンツ分割部２３は、メモリ２１から読み出したコンテンツデータＣＯＮＴを構成する各階層を、複数の情報ユニットに分割する。
例えば、コンテンツ分割部２３は、図３に示すように、静的パラメータ決定部２２からのパラメータｋｉに基づいて、階層Ｌａｙｅｒｉをｋｉ個の情報ユニットデータＵｋｉを生成する。
ここで、コンテンツ分割部２３は、階層Ｌａｙｅｒｉ内で連続するｋｉ個のシンボルが異なる情報ユニットデータＩＵｋｉに属するように情報ユニットデータＩＵｋｉを生成する。
図３において、各番号がシンボルを示し、Ｂｉが最後のシンボルである。
コンテンツ分割部２３は、上記情報ユニットデータＩＵｋｉを符号ユニット生成部２４に出力する。
【００１８】
［符号ユニット生成部２４］
符号ユニット生成部２４は、静的パラメータ決定部２２から入力したパラメータｎｉに基づいて、コンテンツ分割部２３で生成した階層Ｌａｙｅｒｉのｋｉ個の情報ユニットデータＩＵｉ１〜ＩＵｉｋｉに誤り訂正符号を付加して拡張し（例えば、リードソロモン符号化やＬＴ符号化を行い）、ｎｉ個の符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉを生成する。
ここで、ｎｉ＞ｋｉである。
符号ユニット生成部２４は、図３に示すように、コンテンツ分割部２３からに入力した階層Ｌａｙｅｒｉのｋｉ個の情報ユニットデータＩＵｉ１〜ＩＵｉｋｉのそれぞれに対応したデータをユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｋｉとし、それに（ｎｉ−ｋｉ）個の誤り訂正符号ユニットデータＵｉ（ｋｉ＋１）〜Ｕｉｎｉを付加して、ｎｉ個の符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉを生成する。
符号ユニット生成部２４は、全ての階層Ｌａｙｅｒｉの符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉをバッファ２５に書き込む。
【００１９】
［インタフェース２６］
インタフェース２６は、ネットワーク１９を介して、図１に示す中継装置１２および受信装置１３と通信を行う。
【００２０】
［ネットワーク状態検出部２７］
ネットワーク状態検出部２７は、インタフェース２６を介してネットワーク１９の通信状態を監視し、ネットワーク１９の利用可能バンド幅や、パケットロス率などを動的に検出する。
【００２１】
［動的パラメータ決定部２８］
動的パラメータ決定部２８は、ネットワーク状態検出部２７が検出した利用可能バンド幅に基づいて利用可能ビット量Ｒを決定する。
動的パラメータ決定部２８は、下記式（１）に示すように、上記決定した利用可能ビット量Ｒを、予め規定されたパケット長ＰＬで除算してＧＯＰサイズＮを算出する。
ＧＯＰサイズＮは、１ＧＯＰ(Group Of Picture)を送信するのに用いるパケットデータの数を示している。
【００２２】
〔数１〕
Ｎ＝Ｒ／ＰＬ
…（１）
【００２３】
動的パラメータ決定部２８は、各階層Ｌａｙｅｒｉについてのユニットデータ（情報ブロック）の数、すなわち、Ｎ個のパケットデータのうち階層Ｌａｙｅｒｉのユニットデータが含まれるパケットデータの数を示すＫｉを決定する。
すなわち、動的パラメータ決定部２８は、集合Ｋ＝［Ｋ１，．，Ｋｉ，．．ＫＬ］を規定し、最小の総歪(Distortion)であるＤ（Ｒ）を得る最適な集合Ｋを探索する。
総歪Ｄ（Ｒ）は、下記式（２）のように規定される。
【００２４】
【数２】
2006340112.tif 000003
【００２５】
上記式（２）において、Ｐ（Ｎ，ｒ）は、Ｎ個のパケットのうち、ｒ個のパケットがロスとする確率を示し、Ｒｉは、階層Ｌａｙｅｒｉの最終端でのビット数を示している。
ｄ（Ｒｉ）は、スケーラブルビットストリームが、Ｒｉの位置でトランケートされた場合のソース歪を示している。
本実施形態では、簡単化のために、歪モデル「ｙ＝Ｃｘ１−２γ」を採用する。ここで、Ｃは正の数であり、γは１のオーダであり、ｘはユニットｂｐｐ(bit per pixel)によるビットレートを示している。
上記式（２）に示す総歪は、下記式（３）の制約が受ける。
【００２６】
【数３】
2006340112.tif 000004
【００２７】
上記式（３）において、（Ｒｉ−Ｒｉ−１）／ｋｉは、階層Ｌａｙｅｒｉの符号ユニットデータＵのデータ長を示す。
Ｒｃは、冗長ビットである。
本実施形態では、Ｒｉ（ｉ＜Ｌ）は固定である場合、上記式（２）は下記式（４）で表現できる。
【００２８】
【数４】
2006340112.tif 000005
【００２９】
上記式（４）から、総歪は、ソース歪ｄ（ＲＬ）と、チャネル歪ｄｃ（ＲＬ）とで構成されることが分かる。
チャネル歪ｄｃ（ＲＬ）は、上記式（４）のソース歪ｄ（ＲＬ）以外の項目である。
【００３０】
これにより、動的パラメータ決定部２８は、下記式（５）に示すように、ソース歪とチャネル歪との間のトレードオフを決定することにより、最小の総歪Ｄ（Ｒ）を得る最適な集合Ｋ＝［Ｋ１，．．．ＫＬ］を探索する。
【００３１】
【数５】
2006340112.tif 000006
【００３２】
動的パラメータ決定部２８は、上記式（５）を基に、ラグランジェ(Lagrange)アルゴリズムにより、繰り返し演算を行うことで、上記最適な集合Ｋ＝［Ｋ１，．．．ＫＬ］を生成する。
このとき、動的パラメータ決定部２８は、図４に示すように、「ｉ＜ｊ」の場合に、「Ｋｉ≦Ｋｊ」となるように、集合Ｋを探索する。
【００３３】
動的パラメータ決定部２８は、上記決定した集合ＫとＧＯＰサイズＮとを動的パラメータ（Ｎ，Ｋ）としてパケット化部２９に出力する。
【００３４】
［パケット化部２９］
パケット化部２９は、動的パラメータ決定部２８から入力した集合ＫとＧＯＰサイズＮとを基に、図４に示すように、バッファ２５に記憶された１ＧＯＰ分の符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉのうち選択した符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉを、Ｎ個のパケットデータＰａｃｋｅｔ１〜Ｎに格納する。
このとき、パケット化部２９は、図４および図５に示すように、各パケットデータＰａｃｋｅｔ１〜Ｎの各々の内部に、階層Ｌａｙｅｒ１〜Ｌの全ての階層の符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉを格納する。
【００３５】
本実施形態では、パケット化部２９は、例えば、バッファ２５に記憶された処理対象の１ＧＯＰの全ての情報ユニットデータＩＵｉ１〜ＩＵｉｋｉをパケットデータＰａｃｋｅｔ１〜Ｎ内に格納する。
また、パケット化部２９は、バッファ２５に記憶された処理対象の１ＧＯＰの誤り訂正符号ユニットデータＵｉ（ｋｉ＋１）〜Ｕｉｎｉのうち、（Ｎ−Ｋｉ）×（ｋｉ／Ｋｉ）分の誤り訂正ユニットデータをパケットデータＰａｃｋｅｔ１〜Ｎ内に格納する。
【００３６】
パケット化部２９は、図４に示すように、階層Ｌａｙｅｒｉのｉが小さくなるに従って、各パケットデータＰａｃｋｅｔ１〜Ｎ内に格納される符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉのデータ量が同じか多くなるように、パケットデータＰａｃｋｅｔ１〜Ｎを生成する。
【００３７】
パケット化部２９は、インタフェース２６からネットワーク１９を介して、図４に示すＧＯＰ形式でパケットデータＰａｃｋｅｔ１〜Ｎを図１に示す中継装置１２あるいは受信装置１３に送信する。
【００３８】
以下、図２に示す送信装置１１の動作例を説明する。
図６は、図２に示す送信装置１１の動作例を説明するためのフローチャートである。
ステップＳＴ１：
静的パラメータ決定部２２は、ネットワーク１９の状態とは無関係に（オフラインで）、予め想定したネットワーク１９の最悪の状態および最大利用可能ビットレートに基づいて、パラメータ（ｎｉ，ｋｉ）を決定する。
静的パラメータ決定部２２は、パラメータｋｉをコンテンツ分割部２３に出力する。
また、静的パラメータ決定部２２は、パラメータｎｉを符号ユニット生成部２４に出力する。
【００３９】
ステップＳＴ２：
コンテンツ分割部２３は、図３に示すように、静的パラメータ決定部２２からのパラメータｋｉに基づいて、階層Ｌａｙｅｒｉをｋｉ個の情報ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｋｉを生成する。
【００４０】
ステップＳＴ３：
符号ユニット生成部２４は、静的パラメータ決定部２２から入力したパラメータｎｉに基づいて、コンテンツ分割部２３で生成した階層Ｌａｙｅｒｉのｋｉ個の情報ユニットデータＩＵｉ１〜ＩＵｉｋｉに誤り訂正符号を付加して拡張し（例えば、リードソロモン符号化やＬＴ符号化を行い）、ｎｉ個の符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉを生成する。
符号ユニット生成部２４は、上記生成した符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉをバッファ２５に書き込む。
【００４１】
ステップＳＴ４：
送信装置１１がネットワーク１９に接続される。
すなわち、送信装置１１は、ネットワーク１９の接続前にネットワーク１９に関する静的な情報に基づいて符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉを生成し、これをバッファ２５に書き込む。
なお、送信装置１１がネットワーク１９に接続されている間に、ネットワーク１９に関する静的な状態に基づいて符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉを生成してもよい。
【００４２】
ステップＳＴ５：
ネットワーク状態検出部２７は、インタフェース２６を介してネットワーク１９の通信状態を監視し、ネットワーク１９の利用可能バンド幅や、パケットロス率などを動的に検出する。
【００４３】
ステップＳＴ６：
動的パラメータ決定部２８は、ネットワーク状態検出部２７が検出した利用可能バンド幅に基づいて利用可能ビット量Ｒを決定する。
そして、動的パラメータ決定部２８は、上記式（１）により、上記決定した利用可能ビット量Ｒを基に、ＧＯＰサイズＮを算出する。
また、動的パラメータ決定部２８は、集合Ｋ＝［Ｋ１，．，Ｋｉ，．．ＫＬ］を規定し、式（４）に示す総歪Ｄ（Ｒ）を最小にする最適な集合Ｋを探索する。
動的パラメータ決定部２８は、上記探索した集合ＫとＧＯＰサイズＮとを動的パラメータ（Ｎ，Ｋ）としてパケット化部２９に出力する。
【００４４】
ステップＳＴ７：
パケット化部２９は、動的パラメータ決定部２８から入力した集合ＫとＧＯＰサイズＮとを基に、図４に示すように、バッファ２５に記憶された１ＧＯＰ分の符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉのうち選択した符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉを、Ｎ個のパケットデータＰａｃｋｅｔ１〜Ｎに格納する。
パケット化部２９は、インタフェース２６からネットワーク１９を介して、図４に示すＧＯＰ形式でパケットデータＰａｃｋｅｔ１〜Ｎを図１に示す中継装置１２あるいは受信装置１３に送信する。
【００４５】
＜中継装置１２＞
図７は、図１に示す中継装置１２の構成図である。
図７に示すように、中継装置１２は、例えば、インタフェース２６、ネットワーク状態検出部２７、動的パラメータ決定部２８、パケット化部２９、符号ユニット生成部４１およびバッファ４２を有する。
図７において、図２と同じ符号を付した構成は第１実施形態で説明したものと同じである。
【００４６】
符号ユニット生成部４１は、インタフェース２６を介して、例えば、送信装置１１が送信したパケットデータＰａｃｋｅｔ１〜Ｎを入力し、これに含まれる符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉをバッファ４２に書き込む。
パケット化部２９は、動的パラメータ決定部２８から入力した動的パラメータ（Ｎ，Ｋ）に基づいて、バッファ２５から符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉを読み出して、パケットデータａＰａｃｋｅｔ１〜Ｎを生成する。
パケット化部２９は、上記生成したパケットデータａＰａｃｋｅｔ１〜Ｎを、インタフェース２６を介してネットワーク１９に送信する。
【００４７】
以上説明したように、送信装置１１では、静的パラメータ決定部２２、コンテンツ分割部２３および符号ユニット生成部２４を用いて、予めネットワーク１９の静的な情報を基に符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉを生成し、これをバッファ２５に記憶させる。
そして、動的パラメータ決定部２８において、ネットワーク１９の状態を動的に検出し、その結果を基に、動的パラメータ決定部２８において、動的パラメータ（Ｎ，Ｋｉ）を生成する。
パケット化部２９は、動的パラメータ（Ｎ，Ｋｉ）を基に、バッファ２５から符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉを読み出して、これを基に図４に示すパケットデータＰａｃｋｅｔ１〜Ｎを生成し、これを送信する。
このように送信装置１１によれば、ネットワーク１９の状態が変動しても、符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉの組み合わせパターンを変更するのみで、新たに符号ユニットデータＵｉ１〜Ｕｉｎｉを生成しない。そのため、ネットワーク１９の状態が変動した場合に送信装置１１が要する演算量を従来に比べて大幅に少なくでき、小規模且つ低価格な装置構成で、コンテンツデータのリアルタイム送信を実現できる。
【００４８】
また、図１に示す通信システム１では、送信装置１１が送信したパケットデータＰａｃｋｅｔ１〜Ｎを中継装置１２で中継し、当該中継時に、ネットワーク１９の状態に応じてパケットデータａＰａｃｋｅｔ１〜Ｎを再生成する。
これにより、ネットワーク１９内でのパケットデータの伝送を、ネットワーク１９の状態に迅速に適合させることができる。
【００４９】
送信装置１１において、パケットデータＰａｃｋｅｔのサイズを５１２バイトに固定し、ＪＰＥＧ２０００で符号化された７２０×５７６画素のグレースケール画像を送信し、パケットロス率ＰＬＲが０．０１，０．０５，０．１５の場合を検証した。
この場合に、静的パラメータ決定部２２は、（ｎｉ，ｋｉ）として（２５５，１５３）を決定した。
図８が検証結果である。ビットレートを１００ｋ〜４００ｋビットで変化させると、ＰＳＮＲ(Peak Signal to Noise Ratio)は図８に示すように変化し、復号側において高画質な復号ができる特性が得られた。
【００５０】
＜第２実施形態＞
本実施形態では、図２に示す符号ユニット生成部２４による符号化処理、並びにパケット化部２９によるパケット化処理が第１実施形態と異なる。
本実施形態の符号ユニット生成部２４ａは、第１実施形態と同様に、各階層Ｌａｙｅｒｉの各々に対して、誤り訂正符号データを生成する。
そして、パケット化部２９ａは、図９に示すように、パケットデータＰａｃｋｅｔｉ（１≦ｉ≦Ｌ）内に、それぞれ階層Ｌａｙｅｒｉの情報ユニットデータと、誤り訂正符号データとを格納する。
また、符号ユニット生成部２４ａは、階層Ｌａｙｅｒ１〜Ｌの全体に対しての誤り訂正符号データを生成し、パケット化部２９ａは、当該生成された誤り訂正符号データをパケットデータＰａｃｋｅｔ（Ｌ＋１）〜Ｎに格納する。
【００５１】
本実施形態では、例えば、パケットデータＰａｃｋｅｔｉ（１≦ｉ≦Ｌ）のいずれかが消失して受信装置１３で受信されなかった場合に、パケットデータＰａｃｋｅｔ（Ｌ＋１）〜Ｎに格納された階層Ｌａｙｅｒ１〜Ｌの誤り訂正符号データを基に、上記消失したパケットデータを復元可能である。
本実施形態のシステムは、例えば、利用可能なバンド幅がパケット長に関係するＷＬＡＮ(Wireless Local Area Network)などのネットワークにおいて特に有効である。
【００５２】
＜第３実施形態＞
本実施形態では、図２に示す符号ユニット生成部２４による符号化処理、並びにパケット化部２９によるパケット化処理が第１実施形態と異なる。
本実施形態の符号ユニット生成部２４ｂおよびパケット化部２９ｂは、例えば、第１実施形態と同様の手法で、図１０（Ａ）に示すように、ＧＯＰ１を構成する階層Ｌａｙｅｒ１〜Ｌ１について、パケットデータＰａｃｋｅｔ１〜Ｎ１を生成し、送信する。
次に、符号ユニット生成部２４ｂは、ＧＯＰ１に続くＧＯＰ２を構成する階層Ｌａｙｅｒ（Ｌ１＋１）〜Ｌ２の符号ユニットデータ（情報ユニットデータおよび誤り訂正符合データ）と、階層Ｌａｙｅｒ１〜Ｌ１の誤り訂正符合データとを生成し、パケット化部２９ｂがこれらを格納したパケットデータＰａｃｋｅｔＮ１＋１〜Ｎ２を生成し送信する。
ここで、パケット化部２９ｂは、パケットデータＰａｃｋｅｔＮ１＋１〜Ｎ２の全てに跨って、階層Ｌａｙｅｒ１〜Ｌ１の誤り訂正符合データを格納する。
【００５３】
本実施形態では、図１０に示すように、ＧＯＰ２のパケットデータＰａｃｋｅｔＮ＋１〜Ｎ２内に、ＧＯＰ１の階層Ｌａｙｅｒ１〜Ｌ１の誤り訂正符号データを格納するため、ＧＯＰ１の階層Ｌａｙｅｒ１〜Ｌ１の誤り訂正能力を高めることができる。
本実施形態では、図１０に示すＧＯＰ１，２がネットワーク１９に送出され、バンド幅が広い、あるいは処理能力が高い受信装置１３はＧＯＰ１，２の双方を受信して復号することで高画質な復号画像を生成する。
一方、バンド幅が狭い、あるいは処理能力が低い受信装置１３はＧＯＰ１のみを復号し、上記処理能力が高い受信装置１３の場合に比べて低画質な画像を表示する。
図１０に示すフォーマットは、図４に示すフォーマットと、図９に示すフォーマットとの双方の利点を採用したものであり、Ｐ２Ｐや複数木構造などの通信形態に有効である。
【００５４】
本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
上述した実施形態では、動的パラメータ決定部２８において、利用可能バンド幅から利用可能ビット量Ｒを決定し、利用可能ビット量ＲからＧＯＰサイズＮを決定する場合を例示したが、ネットワーク状態検出部２７が検出したパケットロス率を基に、ＧＯＰサイズＮや、集合Ｋを決定してもよい。
【００５５】
また、上述した実施形態では、送信対象データとして画像データを例示したが、オーディオデータでもよい。
【００５６】
例えば、図２に示す送信装置１１の機能の全部または一部を、処理回路がプログラムを実行する形態で実現してもよい。
例えば、図１１に示すように、インタフェース５１、メモリ５２および処理回路５３をデータ線５０で接続して送信装置１１ａを構成してもよい。
送信装置１１ａは、メモリ５２からプログラムＰＲＧを読み出して実行し、第１実施形態で説明した送信装置１１の機能を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態の通信システムの全体構成図である。
【図２】図２は、図１に送信装置１１の構成図である。
【図３】図３は、図２に示すコンテンツ分割部２３および符号ユニット生成部２４の構成図である。
【図４】図４は、図２に示すパケット化部２９が生成するパケットデータを説明するための図である。
【図５】図５は、図４に示すパケットデータのフォーマットを説明するための図である。
【図６】図６は、図２に示す送信装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は、図１に示す中継装置１２の構成図である。
【図８】図８は、図１に示す通信システムの特定を説明するための図である。
【図９】図９は、本発明の第２実施形態のパケットデータのフォーマットを説明するための図である。
【図１０】図１０は、本発明の第３実施形態のパケットデータのフォーマットを説明するための図である。
【図１１】図１１は、図２に示す送信装置の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５８】
１１…送信装置、１２…中継装置、１３…受信装置、１９…ネットワーク、２１…メモリ、２２…静的パラメータ決定部、２３…コンテンツ分割部、２４…符号ユニット生成部、２５…バッファ、２６…インタフェース、２７…ネットワーク状態検出部、２８…動的パラメータ決定部、２９…パケット化部、ＣＯＮＴ…コンテンツデータ、ＩＵｉ１〜ＩＵｉｋｉ…情報ユニットデータ、Ｕｉ１〜Ｕｉｎｉ…符号ユニットデータ、Ｐａｃｋｅｔ１〜Ｎ…パケットデータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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