(57)【要約】【課題】メディアの特性を考慮した接続性試験を可能にした接続性評価システムを提供する。【解決手段】パケットロスを模擬する試験モードでは、試験メディアのパケットをドロップさせる位置として、ビデオ信号およびオーディオ信号のいずれかを指定できる。ビデオ信号が指定された場合にはさらに、ヘッダ部およびIフレーム部のいずれかを指定できる。また、オーディオ信号が指定された場合にはさらに、シンクフレームおよび無音部分のいずれかを指定できる。ジッタを模擬する試験モードでは、試験メディアのパケットにジッタを挿入する位置として、ビデオ信号およびオーディオ信号のいずれかを指定できる。【選択図】図２
2008219521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークを経由するメディアに生じる品質劣化を模擬したメディアを受信端末に与えて、ネットワーク経由で伝送されるメディアの受信端末における接続性を評価する接続性評価システムにおいて、
模擬する品質劣化の種別を指定する手段と、
前記品質劣化を模擬するパケットの属性を指定する手段と、
前記指定された種別の品質劣化が、前記指定された属性のパケットに対して模擬された品質劣化メディアを生成する手段と、
前記品質劣化メディアを受信端末へ伝送する手段とを含むことを特徴とする接続性評価システム。
【請求項２】
前記品質劣化の種別がパケットロスであることを特徴とする請求項１に記載の接続性評価システム。
【請求項３】
前記パケットの属性が、ビデオパケットまたはオーディオパケットであることを特徴とする請求項２に記載の接続性評価システム。
【請求項４】
前記パケットの属性がビデオパケットのときに、前記品質劣化を模擬する位置としてヘッダまたは被参照フレームを指定する手段を含み、
前記品質劣化メディアを生成する手段は、パケットロスがビデオパケットの前記指定された位置に模擬された品質劣化メディアを生成することを特徴とする請求項３に記載の接続性評価システム。
【請求項５】
前記パケットの属性がオーディオパケットのときに、前記品質劣化を模擬する位置としてシンクフレームまたは無音フレームを指定する手段を含み、
前記品質劣化メディアを生成する手段は、パケットロスがオーディオパケットの前記指定された位置に模擬された品質劣化メディアを生成することを特徴とする請求項３に記載の接続性評価システム。
【請求項６】
前記品質劣化の種別がパケットジッタであることを特徴とする請求項１に記載の接続性評価システム。
【請求項７】
前記パケットの属性が、ビデオパケットまたはオーディオパケットであることを特徴とする請求項６に記載の接続性評価システム。
【請求項８】
前記パケットの属性がビデオパケットのときに、前記品質劣化の模擬量として次フレームの再生に間に合う時間または間に合わない時間を指定する手段を含み、
前記品質劣化メディアを生成する手段は、ビデオパケットにパケットジッタが前記指定された模擬量だけ挿入された品質劣化メディアを生成することを特徴とする請求項７に記載の接続性評価システム。
【請求項９】
前記パケットの属性がオーディオパケットのときに、前記品質劣化の模擬量として次フレームの再生に間に合う時間または間に合わない時間を指定する手段を含み、
前記品質劣化メディアを生成する手段は、オーディオパケットにパケットジッタが前記指定された模擬量だけ挿入された品質劣化メディアを生成することを特徴とする請求項７に記載の接続性評価システム。
【請求項１０】
評価対象の実ネットワーク経由で伝送された受信メディアの品質を測定する品質測定手段と、
前記測定結果に基づいて前記実ネットワークでのパケットロスの統計量を算出する統計量算出手段とを具備し、
前記統計量に基づいてパケットロスの模擬パラメータが設定されることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の接続性評価システム。
【請求項１１】
評価対象の実ネットワーク経由で伝送された受信メディアの品質を測定する品質測定手段と、
前記測定結果に基づいて前記実ネットワークでのパケットジッタの統計量を算出する統計量算出手段とを具備し、
前記統計量に基づいてパケットジッタの模擬パラメータが設定されることを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の接続性評価システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークを経由するメディアに生じる品質劣化を模擬したメディアを受信端末に与えて、ネットワーク経由で伝送されるメディアの受信端末における接続性を評価する接続性評価システムに係り、特に、品質劣化を任意のパケットに模擬できる接続性評価システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットのような広域ネットワークや無線ネットワークを経由する通信では、有線LANのような安定したネットワークを経由する通信とは異なり、ネットワーク上でパケットロスやジッタなどの品質劣化が生じやすい。したがって、このようなネットワーク経由で動画や音声等のメディアを伝送するサービスを提供する場合には、ネットワーク経由により生じるパケットロスやジッタがメディアに及ぼす実用上の影響を予め評価する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、相互通信性を検証する二つの通信端末が実際に通信中にある状態において、各通信端末の送信データおよび受信データを収集し、通信端末の送受信シーケンスを解析することで相互通信性の解析、試験を行う技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１７７９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ネットワークで発生したパケットロスやパケットジッタ等の品質劣化現象が受信端末でのメディアの再生に及ぼす影響は、これらの品質劣化現象が、どのような属性のパケットに対して、あるいはどの位置のパケットに対して生じたかにより大きく異なる。例えば、ビデオ信号のパケットであればヘッダのパケットが劣化すると以降のデコードが不可能となる場合がある。また、ヘッダ以外であっても、MPEG系であればIフレーム（被参照フレーム）のパケットが劣化すると、BフレームやPフレームのパケットが劣化する場合よりも影響が大きい。
【０００５】
同様に、オーディオ信号のパケットでも、HE-AAC(High-Efficiency Advanced Audio Coding)で符号化されたフレームのように、被参照パケットがあるシンクフレームのパケットが劣化すると、それ以外のパケットが劣化する場合よりも影響が大きく、無音フレームのパケットであれば、ロスが生じても影響が少ない。
【０００６】
パケットジッタに関しても、ジッタがビデオ表示時間間隔を超えるか否かでメディア表示上の影響が異なる。したがって、接続性の試験はメディアの特性を考慮して行うことが望ましい。
【０００７】
しかしながら、上記した従来技術ではメディアの特性を考慮して接続性を試験することができなかった。
【０００８】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、メディアの特性を考慮して接続性を試験できる接続性評価システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、本発明は、ネットワークを経由するメディアに生じる品質劣化を模擬したメディアを受信端末に与えて、ネットワーク経由で伝送されるメディアの受信端末における接続性を評価する接続性評価システムにおいて、模擬する品質劣化の種別を指定する手段と、品質劣化を模擬するパケットの属性を指定する手段と、指定された種別の品質劣化が、前記指定された属性のパケットに対して模擬された品質劣化メディアを生成する手段と、品質劣化メディアを受信端末へ伝送する手段とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)メディアを考慮する事で、メディアに由来する問題について効率的な試験を実施できるようになる。
(2)相互接続時に、メディアに対して想定し得る問題について十分に試験を実施することが可能となる。
(3)実際のネットワークが無くても、接続する側の端末試験が可能となるだけでなく、実際に接続する端末自体が無くても、接続試験を実施でき、実端末同士の相互接続における問題を早期に解決する事が可能となる。
(4)エンド・ツー・エンドのみでのネットワーク模擬であるため、ネットワークの物理的、論理的な構成に依存せず試験が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の最良の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る接続性試験部３の構成を示したブロック図である。
【００１２】
メディア情報データベース(DB)３１には、動画ファイル、静止画ファイルあるいは音声ファイルなどの試験メディアが格納されている。模擬パラメータ記憶部３２には、品質劣化の模擬パラメータが記憶されている。試験モード指定部３７は、後に詳述する複数の試験モードのうち、オペレータにより指定された試験モードを品質加工部３３へ通知する。品質加工部３３は、指定された試験モードに基づいて所定の模擬パラメータを前記模擬パラメータ記憶部３２から読み出し、この模擬パラメータに基づいて試験メディアに品質劣化の加工を施して試験メディアの品質を擬似的に劣化させる。
【００１３】
ネットワーク送出部３４は、品質を擬似的に劣化された試験メディア（以下、品質劣化メディアと表現する）を符号化して、有線LANのように実質的に劣化の無いネットワーク３５へ送出する。被試験端末３６は、ネットワーク３５から自身宛の品質劣化メディアを受信して再生する。接続性は、被試験端末３６においてメディアが正常に表示・再生されているか否かに基づいて判定される。
【００１４】
図２は、前記試験モード指定部３７で指定可能な試験モードの一覧を示した図であり、品質劣化の模擬種別としてパケットロスまたはパケットジッタを指定できる。
【００１５】
パケットロスを模擬する試験モードでは、ドロップさせるパケットの属性として、ビデオ信号のパケットまたはオーディオ信号のパケットを指定でき、ビデオ信号のパケットが指定された場合にはさらに、ドロップさせるパケットの位置として、ヘッダ部またはIフレーム部を指定できる。また、オーディオ信号のパケットが指定された場合にも、ドロップさせるパケットの位置として、シンクフレームまたは無音部分を指定できる。
【００１６】
一方、パケットジッタを模擬する試験モードでは、ジッタを生じさせるパケットの属性として、ビデオ信号のパケットまたはオーディオ信号のパケットを指定でき、ビデオ信号のパケットが指定された場合には、模擬量（ジッタ長）として、次フレームの再生に間に合う（ビデオ表示時間間隔を越えない）時間幅であるか否かを指定でき、それぞれに任意所時間Δtv1，Δtv2を設定できる。オーディオ信号が指定された場合も同様に、ジッタ長として、次フレームの再生に間に合う時間幅であるか否かを指定でき、それぞれに任意所時間Δta1，Δta2を設定できる。
【００１７】
このような構成において、品質加工部３３は、「模擬種別」／「属性」／「位置／模擬量」が、それぞれ「パケットロス」／「Video」／「ヘッダ」の試験モードを前記試験モード指定部３７により指定されると、メディア情報データベース３１から送出される試験メディアのパケットのうち、ビデオ信号のヘッダ部分のパケットを、前記模擬パラメータ記憶部３２に記憶されている模擬パラメータに基づいてドロップさせて品質劣化メディアを生成し、これをネットワーク送出部３４からネットワーク経由で被試験端末３６へ送信する。
【００１８】
また、「パケットロス」／「Video」／「Iフレーム」の試験モードが指定されると、メディア情報データベース３１から送出される試験メディアのパケットのうち、ビデオ信号のIフレームのパケットを、前記模擬パラメータ記憶部３２に記憶されている模擬パラメータに基づいてドロップさせて品質劣化メディアを生成し、これを送信する。
【００１９】
さらに、「パケットジッタ」／「Video」／「次フレームに間に合う」の試験モードが指定されると、メディア情報データベース３１から送出されるパケットのうち、ビデオ信号のパケットを、前記模擬パラメータ記憶部３２に記憶されている模擬パラメータに基づいてドロップさせる。このとき、試験メディアデータベース３１におけるパケット送出間隔がΔtxであれば、ジッタ長Δtv1≦Δtxとなる。
【００２０】
さらに、「パケットジッタ」／「Video」／「次フレームに間に合わない」の試験モードが指定されると、メディア情報データベース３１から送出されるパケットのうち、ビデオ信号のパケットを、前記模擬パラメータ記憶部３２に記憶されている模擬パラメータに基づいてドロップさせる。このとき、試験メディアデータベース３１におけるパケット送出間隔がΔtxであれば、ジッタ長Δtv1＞Δtxとなる。
【００２１】
次いで、本発明の第２実施形態について説明する。ネットワーク経由に起因した品質劣化は、その発生頻度が同一であっても、時間的に分散して発生する場合と一時的に集中して発生する場合とでは、受信端末での接続性に与える影響が全く異なる。したがって、試験端末の接続性を評価するのであれば、たまたま観察された品質劣化を想定した試験や、試験環境のネットワークで起こり得ないような品質劣化を想定した試験ではなく、試験環境のネットワークで生じ得る品質劣化の様々な態様や最悪条件を模擬して試験を行うことが望ましい。
【００２２】
そこで、次に説明する第２実施形態では、試験環境のネットワークで生じ得る品質劣化の様々な態様や最悪条件を模擬した試験を行える接続性評価システムを提供する。
【００２３】
図３は、本発明の第２実施形態に係る接続性評価システムの主要部の構成を示したブロック図であり、実ネットワークを経由した受信メディアの品質を測定する品質測定部１と、品質の測定結果を統計的に処理して品質劣化の統計量を求める統計処理部２と、この統計量に基づいて試験メディアの品質を劣化させ、品質劣化が模擬された品質劣化メディアを生成して被試験端末へ与える接続性試験部３とを主要な構成としている。
【００２４】
前記品質測定部１において、符号化部１１は、動画ファイル、静止画ファイルあるいは音声ファイルなどのメディアを符号化する。ネットワーク送出部１２は、符号化されたメディアをインターネットや無線ネットワークなどの実ネットワーク１３へ送出する。受信部１４は、実ネットワーク１３から自身宛のメディアをパケット単位で受信する。品質測定部１５は、受信パケットに基づいてパケットロスやジッタを測定する。
【００２５】
前記統計処理部２は、パケットロスやジッタの測定結果を統計的に処理し、パケットロスやジッタの平均値、最大値、最小値、正規分布に基づく確率値等を品質劣化の統計量として求めて接続性試験部３へ提供する。
【００２６】
前記接続性試験部３において、模擬パラメータ記憶部３２には、前記統計処理部２から提供された品質劣化の模擬パラメータが記憶される。その他の構成は、上記した第１実施形態の構成と同一または同等なので、その説明を省略する。
【００２７】
図４は、前記模擬パラメータ記憶部３２に記憶される模擬パラメータの一覧を示した図であり、『試験タイプ』として「そのまま」および「模擬」が用意されている。「そのまま」では、前記品質測定部１で観察された実ネットワーク１３でのパケットロスおよびジッタがそのまま再現される。
【００２８】
これに対して、『試験タイプ』の「模擬」とは、前記品質測定部１で観察されたパケットロスおよびジッタに基づいて、実ネットワーク１３で起こり得る様々な品質劣化のパターンを想定し、各パターンの品質劣化を試験メディアに施して送出する本発明に固有の動作である。
【００２９】
前記『試験タイプ』の「模擬」に関しては、『模擬種別』として「ロス」および「ジッタ」が用意されている。「ロス」では、メディアのパケットをドロップすることで品質劣化が模擬される。「ジッタ」では、パケットの送出タイミングに揺らぎを生じさせることで品質劣化が模擬される。
【００３０】
前記『模擬種別』の「ロス」には、品質劣化を模擬する間隔、すなわちパケットをドロップさせる間隔を特定する『模擬間隔』として「周期」および「ランダム」が用意されている。『模擬間隔』の「周期」にはさらに、ロスパケットの連続数を特定する『連続性』に関して「なし」、「平均」、「ランダム」が用意されており、各『連続性』には、ドロップさせるパケット数を特定する『模擬量』として、「平均値」、「ランダム」、「最悪値」、「正規分布」が用意されている。前記『模擬間隔』の「ランダム」にも同様に、『模擬量』として「平均値」、「ランダム」、「最悪値」、「正規分布」が用意されている。
【００３１】
前記『模擬量』の「平均値」では、前記品質測定部１で単位時間Tiごとに観察された実ネットワーク１３におけるロスパケット数Yiの平均値Yaveがパケットのドロップ数に設定される。前記『模擬量』の「ランダム」モードでは、前記品質測定部１で単位時間Tiごとに観察された実ネットワーク１３におけるロスパケット数Yiの最大値Ymaxおよび最小値Yminの範囲内でパケットのドロップ数がランダムに設定される。
【００３２】
前記『模擬量』の「最悪値」モードでは、前記品質測定部１で単位時間Tiごとに観察された実ネットワーク１３におけるロスパケット数の最悪値（最大値）Ymaxがパケットのドロップ数に設定される。前記『模擬量』の「正規分布」モードでは、前記品質測定部１で単位時間Tiごとに観察された実ネットワーク１３におけるパケットロス率（個数／秒）の分布を複数取得し、単位時間Tiごとの最大パケットロス率をサンプルとする分布を正規分布に当てはめてパケットのドロップ数（確率値）Yndが設定される。
【００３３】
一方、『模擬種別』の「ジッタ」に関しては『模擬間隔』および『連続性』が定義されておらず、パケットのドロップ数を特定する『模擬量』に関して「平均値」、「ランダム」、「最悪値」、「正規分布」が用意されている。
【００３４】
次いで、模擬パラメータの設定方法について説明する。本実施形態では、前記品質測定部１で観察された実ネットワーク１３におけるロスパケットの発生状況が、前記統計処理部２で所定の単位期間Tiごとに分析される。そして、単位期間Tiごとのパケット数aiと共に、パケットの連続ドロップ数Xに関して、単位期間Tiごとに平均値Xave、最小値Xmin、最大値XmaxならびにXminおよびXmaxの間のランダム値Xrndが求められる。
【００３５】
模擬量Yに関しては、単位期間Tiごとに求められたロスパケット数Yiの平均値Yave、最小値Ymin、最大値Ymax、前記YminおよびYmaxの間のランラム値Yrnd、ならびに正規分布の確率値Yndが求められる。
【００３６】
ジッタ間隔Jに関しては、単位期間Tiごとの平均間隔JYave、最小間隔Jmin、最大間隔Jmax、前記JminおよびJmaxの間のランダムな間隔Jrnd、ならびに正規分布の確率値Jndが求められる。
【００３７】
次いで、前記接続性試験部３の品質加工部３３の動作について説明する。前記品質加工部３３は、『試験タイプ』／『模擬種別』／『模擬間隔』／『連続性』が、それぞれ「模擬」／「ロス」／「周期」／「なし」の試験モードを指示されると、試験メディアのパケットを[ai/Y]個に１個の割合でドロップさせる。ドロップさせるパケットの属性および位置は、前記試験モード指定部３７により指定される紙面モードに基づいて決定される。
【００３８】
すなわち、『模擬量』が「平均」であれば[ai/Yave]個のパケットを送出するごとに１個のパケットをドロップさせる。同様に、『模擬量』が「ランダム」であれば[ai/Yrnd]個のパケットを送出するごとに１個、「最悪値」であれば[ai/Ymax]個のパケットを送出するごとに１個、「正規分布」であれば[ai/Ynd]個のパケットを送出するごとに１個のパケットを、それぞれドロップさせる。
【００３９】
図５は、『模擬量』として「平均」が指示された場合のパケット列の一例を示した図であり、単位期間Tiにおけるパケット数aiが２４個で模擬量Yaveが４個であれば、先頭パケット間隔dが６個となり、その先頭からパケットが１個ずつドロップされる。
【００４０】
図６は、『模擬量』として「ランダム」が指示された場合のパケット列の一例を示した図であり、単位期間Tiにおけるパケット数aiが４０個で模擬量(Yrnd)が５個であれば、同図(a)に示したように先頭パケット間隔が８個となり、その先頭からパケットが１個ずつドロップされる。単位期間Tiにおけるパケット数aiが２８個で模擬量(Yrnd)が４個であれば、同図(b)に示したように先頭パケット間隔が７個となり、その先頭からパケットが１個ずつドロップされる。
【００４１】
また、『試験タイプ』／『模擬種別』／『模擬間隔』／『連続性』が、それぞれ「模擬」／「ロス」／「周期」／「平均」の試験モードが指示されると、試験メディアのパケットを[ai/(Y/Xave)]個に１個の割合でドロップさせる。
【００４２】
すなわち、『模擬量』が「平均」であれば[ai/(Yave/Xave)]個のパケットを送出するごとにXave個のパケットをドロップさせる。同様に、『模擬量』が「ランダム」であれば[ai/(Ynd/Xave)]個のパケットを送出するごとにXave個、「最悪値」であれば[ai/(Ymax/Xave)]個のパケットを送出するごとにXave個、「正規分布」であれば[ai/(Ynd/Xave)]個のパケットを送出するごとにXave個のパケットを、それぞれドロップさせる。
【００４３】
図７は、『模擬量』として「平均」が指示された場合のパケット列の一例を示した図であり、単位期間Tiにおけるパケット数aiが２４個、連続ドロップ数Xが３個、模擬量Yaveが９個であれば、先頭パケット間隔dが８個となり、その先頭からパケットが３個ずつドロップされる。
【００４４】
さらに、『試験タイプ』／『模擬種別』／『模擬間隔』／『連続性』が、それぞれ「模擬」／「ロス」／「ランダム」の試験モードが指示されると、試験メディアのパケットを[ai/(Y/Xrnd)]個に１個の割合でドロップさせる。
【００４５】
すなわち、『模擬量』が「平均」であれば[ai/(Yave/Xrnd)]個のパケットを送出するごとにXrnd個のパケットをドロップさせる。同様に、『模擬量』が「ランダム」であれば[ai/(Yrnd/Xrnd)]個のパケットを送出するごとにXrnd個、「最悪値」であれば[ai/(Ymax/Xrnd)]個のパケットを送出するごとにXrnd個、「正規分布」であれば[ai/(Ynd/Xrnd)]個のパケットを送出するごとにXrnd個のパケットを、それぞれドロップさせる。
【００４６】
さらに、『試験タイプ』／『模擬種別』／『模擬間隔』が、それぞれ「模擬」／「ロス」／「ランダム」の試験モードが指示されると、模擬間隔dを[ai/(Ymin/Xmax)]および[ai/(Ymax/Xmin)]間のランダムな値drndとし、『模擬量』が「平均」であれば、drnd個のパケットを送出するごとに(drnd×Yave)/ai個のパケットをドロップさせる。同様に、『模擬量』が「ランダム」であればdrnd個のパケットを送出するごとに(drnd×Yrnd)/ai個、「最悪値」であればdrnd個のパケットを送出するごとに(drnd×Ymax)/ai個、「正規分布」であればdrnd個のパケットを送出するごとに(drnd×Ynd)/ai個のパケットを、それぞれドロップさせる。
【００４７】
一方、『試験タイプ』／『模擬種別』が、それぞれ「模擬」／「ジッタ」の試験モードが指示されると、『模擬量』が「平均」であれば各パケットの送出にJaveだけ揺らぎを生じさせる。同様に、『模擬量』が「ランダム」であればJrnd、「最悪値」であればJmax、「正規分布」であればJndだけ揺らぎを生じさせる。
【００４８】
なお、本発明はメディアを伝送するテレビ電話での相互試験、監視装置の送受確認、VoIPでの相互接続試験、VODやストリーミング配信型送受信間相互接続試験等に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る接続性評価システムの第１実施形態のブロック図である。
【図２】試験モードの一覧を示した図である。
【図３】本発明に係る接続性評価システムの第２実施形態のブロック図である。
【図４】模擬パラメータの一覧を示した図である。
【図５】『模擬量』が「平均」の場合のパケット列の一例を示した図である。
【図６】『模擬量』が「ランダム」の場合のパケット列の一例を示した図である。
【図７】『模擬量』が「平均」の場合のパケット列の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…品質測定部，２…統計処理部，３…接続性試験部，１１…符号化部，１２…ネットワーク送出部，１３…実ネットワーク，１４…受信部，１５…品質測定部，３１…メディア情報データベース，３２…模擬パラメータ記憶部，３３…品質加工部，３４…ネットワーク送出部，３５…ネットワーク，３６…被試験端末，３７…試験モード指定部
【図１】
2008219521.tif 000003
【図２】
2008219521.tif 000004
【図３】
2008219521.tif 000005
【図４】
2008219521.tif 000006
【図５】
2008219521.tif 000007
【図６】
2008219521.tif 000008
【図７】
2008219521.tif 000009