(57)【要約】【課題】伝送帯域幅の狭い伝送路を介して高品質のフレーム画像を伝送する動画像伝送システムを安価に提供することを目的とする。【解決手段】予め定められたフレームレートで生成された一連の画像フレームからなる動画像データについて、各フレームデータを１又は２以上のデータパケットとして送信する動画像送信端末１と、動画像送信端末１から受信したデータパケット内の属性データに基づいてデータパケットを廃棄し、パケット数を削減する動画像伝送装置２と、動画像伝送装置２からデータパケットを受信する動画像受信端末３により構成される。【選択図】　　　　　図１
2004120609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められたフレームレートで生成された一連の画像フレームからなる動画像データについて、各フレームデータを１又は２以上のデータパケットとして送信する動画像送信端末と、
動画像送信端末から受信したデータパケット内の属性データに基づいてデータパケットを廃棄し、パケット数を削減する動画像伝送装置と、
動画像伝送装置からデータパケットを受信する動画像受信端末を備えたことを特徴とする動画像伝送システム。
【請求項２】
上記動画像受信端末は、動画像伝送装置へパケット削減指示を送信し、
上記動画像伝送装置は、動画像受信端末からのパケット削減指示に基づいて、動画像送信端末からのデータパケットを廃棄することを特徴とする請求項１に記載の動画像伝送システム。
【請求項３】
上記動画像伝送装置は、２以上の動画像送信端末からそれぞれ動画像データが送信され、
上記動画像受信端末は、データパケットの削減対象となる動画像データの指定を含むパケット削減指示を動画像伝送装置へ送信することを特徴とする請求項２に記載の動画像伝送システム。
【請求項４】
上記動画像送信端末が、第１の伝送路を介して動画像伝送装置に接続され、
上記動画像受信端末が、第１の伝送路よりも帯域幅の狭い第２の伝送路を介して動画像伝送装置に接続されることを特徴とする請求項１に記載の動画像伝送システム。
【請求項５】
上記動画像受信端末及び動画像伝送装置を接続する第２の伝送路の負荷状況を検出し、負荷状況通知パケットを動画像伝送装置へ送信する負荷状況検出装置を備え、
上記動画像伝送装置が、負荷状況通知パケットに基づいて、動画像送信端末からのデータパケットを廃棄することを特徴とする請求項１に記載の動画像伝送システム。
【請求項６】
上記動画像受信端末は、パケット欠落数を含む受信状況報告パケットを生成して動画像伝送装置へ送信し、
上記動画像伝送装置は、受信状況報告パケット内のパケット欠落数をデータパケットの廃棄数に基づいて変更し、変更された受信状況報告パケットを動画像送信端末へ送信することを特徴とする請求項１に記載の動画像伝送システム。
【請求項７】
上記動画像受信端末は、所定の期間ごとにパケット欠落数を含む受信状況報告パケットを生成して動画像伝送装置へ送信し、
上記動画像伝送装置は、所定の期間、動画像受信端末からの受信状況報告パケットが到達しない場合に、受信状況報告パケットを生成し、動画像送信端末へ送信することを特徴とする請求項１に記載の動画像伝送システム。
【請求項８】
車両内に設置された動画像送信端末から医療機関内に設置された動画像受信端末へ通信衛星を介して動画像データを伝送する救急医療用伝送システムにおいて、
上記動画像送信端末が、予め定められたフレームレートで生成された一連の画像フレームからなる動画像データについて、各フレームデータを１又は２以上のデータパケットとして送信し、
上記車両内には、さらに、動画像送信端末から受信したデータパケット内の属性データに基づいてデータパケットを廃棄し、パケット数を削減する動画像伝送装置と、動画像伝送装置からのデータパケットを通信衛星へ無線送信する衛星回線制御装置とを備えたことを特徴とする救急医療用伝送システム。
【請求項９】
上記通信衛星が、楕円軌道を周回する通信衛星であることを特徴とする請求項８に記載の救急医療用伝送システム。
【請求項１０】
予め定められたフレームレートで生成された動画像データを動画像送信端末から受信し、動画像受信端末へ伝送する動画像伝送装置において、
各フレームデータを１又は２以上のデータパケットとして動画像送信端末から受信する第１の通信回線インタフェースと、
動画像送信端末から受信したデータパケット内の属性データに基づいてデータパケットを廃棄し、パケット数を削減するパケット削減制御部と、
パケット数削減後のデータパケットを動画像受信端末へ送信する第２の通信回線インタフェースとを備えたことを特徴とする動画像伝送装置。
【請求項１１】
上記パケット削減制御部は、受信パケット内の属性データに基づいて、画像フレームごとにデータパケットを廃棄し、フレーム伝送レートを低減することを特徴とする請求項１０に記載の動画像伝送装置。
【請求項１２】
上記第１の通信回線インタフェースは、独立して復号可能な第１のフレームデータと、他のフレームデータとともに復号される第２のフレームデータとを動画像送信端末から受信し、
上記パケット削減制御部は、受信パケット内の属性データに基づいて、第２のフレームデータごとにデータパケットを廃棄することを特徴とする請求項１１に記載の動画像伝送装置。
【請求項１３】
上記第１の通信回線インタフェースは、独立して復号可能な第１のフレームデータと、時間軸上で一方向に存在する他のフレームデータとともに復号される第２のフレームデータと、時間軸上で両方向に存在する２以上の他のフレームデータとともに復号される第３のフレームデータとを動画像送信端末から受信し、
上記パケット削減制御部は、受信パケット内の属性データに基づいて、第３のフレームデータごとにデータパケットを廃棄することを特徴とする請求項１１に記載の動画像伝送装置。
【請求項１４】
上記第１の通信回線インタフェースは、ランダムアクセス時にアクセスポイントを提供するグループ化されたフレームデータを動画像送信端末から受信し、
上記パケット削減制御部は、受信パケット内の属性データに基づいて、グループ化されたフレームデータごとにデータパケットを廃棄することを特徴とする請求項１０に記載の動画像伝送装置。
【請求項１５】
パケット削減方法を動画像送信端末に対応づけて記憶する削減制御テーブルを備え、
上記第１の通信回線インタフェースは、２以上の動画像送信端末からのデータパケットを受信し、
上記パケット削減制御部は、削減制御テーブルに基づいて、動画像送信端末ごとに指定されたパケット削減方法によりデータパケットを廃棄することを特徴とする請求項１０に記載の動画像伝送装置。
【請求項１６】
動画像受信端末から受信したパケット削減指示に基づいて、削減制御テーブルを更新する受信端末要求処理部を備えたことを特徴とする請求項１５に記載の動画像伝送装置。
【請求項１７】
動画像受信端末との伝送路の負荷状況に基づいて、削減制御テーブルを更新する負荷状況対応処理部を備えたことを特徴とする請求項１５に記載の動画像伝送装置。
【請求項１８】
動画像受信端末から受信した受信状況報告パケット内のパケット欠落数をデータパケットの廃棄数に基づいて変更する受信状況報告パケット制御部を備え、
第２の通信回線インタフェース部が、更新された受信状況報告パケットを動画像送信端末へ送信することを特徴とする請求項１０に記載の動画像伝送装置。
【請求項１９】
所定の期間、動画像受信端末からの受信状況報告パケットが到達しない場合に、受信状況報告パケットを生成する受信状況報告パケット制御部を備え、
第２の通信回線インタフェース部が、更新された受信状況報告パケットを動画像送信端末へ送信することを特徴とする請求項１０に記載の動画像伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画像伝送システム、救急医療用伝送システム及び動画像伝送装置に係り、さらに詳しくは、狭帯域の伝送路を用いて高品質のフレーム画像を伝送するための動画像伝送システムの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
遠隔医療の分野では、人工衛星を介した移動体通信によって、救急搬送中の救急車から遠隔地にいる医師へ患者の様子を伝えるシステムについて検討がなされている（非特許文献１を参照）。救急車内で救急隊員が処置や治療を行う際、病院内にいる医師がデータ通信回線を介して患者の状態を把握することができれば、救急隊員に対し適切な指示を出すことができる。このような遠隔医療を実現するためには、高品質の動画像を伝送することができる高速データ通信回線が必要になる。
【０００３】
従来の移動体通信に用いられている通信衛星は、赤道上の静止衛星や低軌道の周回衛星であり、いずれもアンテナ仰角が小さいことから、建物、木立などが通信の障害となるシャドウイングが生じ易く、救急搬送時の通信手段には適していない。このため、準天頂を通過する人工衛星（準天頂衛星）を利用した動画像伝送が提案されている。準天頂衛星は、静止衛星よりも高度が高い長楕円軌道を周回する衛星（いわゆる８の字衛星など）であり、大きなアンテナ仰角を確保することができ、シャドウイングが生じにくいという特徴がある。
【０００４】
非特許文献１によれば、救急車１台当たり６Ｍｂｐｓの帯域幅が必要であり、全国で同時に少なくとも５０台の救急車が活動する必要があると報告されている。従って、準天頂衛星（８の字衛星）の場合には６Ｍｂｐｓ／台×５０台＝３００Ｍｂｐｓの回線容量が必要とされている。ところが、３００Ｍｂｐｓの回線容量は準天頂衛星の回線設計にとって過大な負担であり、必要な回線容量をできる限り削減する必要がある。
【０００５】
動画像の伝送帯域幅を削減する従来技術としては、ＭＰＥＧ２において動画を構成する各フレーム画像の品質を低減することにより、動画像の情報量を低減する方法がある。一般に、動画像はフレーム周期でサンプリングされた一連の画像フレームにより構成され、各フレームのデータ量を削減することによって、動画像のデータ量を削減することができる。
【０００６】
また、他の従来技術としては特許文献１に開示された方法がある。特許文献１に記載された技術は、動画像の符号化方式としてウェーブレット変換を用いるものである。送信端末においてウェーブレット変換することによって、受信端末においてウェーブレット復号する際、復号に必要な信号を全て受信しなくても、所定の信号を受け取った段階で動画像を復号することができる。このため、動画像の伝送帯域幅を削減することができる。
【０００７】
これらの技術を適用すれば、動画像送信端末、動画像受信端末間の伝送路の帯域幅に応じて動画像データを伝送することができる。すなわち、動画像送信端末から送信される帯域幅を低減し、動画像の伝送に必要な回線容量を削減することができる。
【０００８】
しかしながら、ＭＰＥＧ２や特許文献１による従来の方法では、いずれの場合にも動画像を構成する各フレーム画像の品質が劣化するという問題がある。このため、これらの従来技術はフレーム画像に高い品質が要求される分野には適していない。特に、医療分野に適用され、伝送された動画像によって医師が患者の様子を観察しようとする場合、患者の顔の表情を細かく観察する必要があるが、このような用途では従来技術を用いて帯域幅を低減することはできないという問題があった。
【０００９】
ここで、動画像を一連の画像フレームとして伝送する場合、各フレーム画像の品質を劣化させるのではなく、フレームレートを低下させて、動画像のデータ量を削減することも考えられる。つまり、各フレームのデータ量を削減するのではなく、フレーム数を削減する方法である。特に、医療分野に適用する場合、患者の表情などを伝える動画像は一般の動画像に比べ動きは少ないことから、各フレーム画像の品質を劣化させずに、フレーム転送レートを低下させて、必要な伝送帯域幅を削減することが望ましい。
【００１０】
ところが、動画像のエンコーダ（符号器）として既に一般市場にも広く普及しているＭＰＥＧ２の標準規格によれば、フレームレートは常に約３０フレーム毎秒にする必要があり、フレームレートを減少させる伝送制御は許されていない。フレームレートを制御することができるエンコーダを採用することも原理的には可能であるが、ＭＰＥＧ２の標準規格に反する特異なエンコーダを動画像送信端末に導入することは、その製造コストの観点から好ましいとは言えない。
【００１１】
また、別の案としては、フレームレートの減少制御をＭＰＥＧ２の標準規格に新たに盛り込むべく標準変更の活動を行うことも想定できるが、既に広く普及しているＭＰＥＧ２のような標準規格について、標準化機関で標準変更の合意を得ることは容易でないと考えられる。
【００１２】
【特許文献１】
特開平７−１５６０９号公報
【非特許文献１】
中島　功、他４名，「長楕円・８の字衛星に向けた救急医療アプリケーション＜救急車からの動画像伝送必要回線数と帯域＞」，技術研究報告　ＳＡＮＥ２０００−１７８　ＳＡＴ２０００−１２７，社団法人電子情報通信学会，２００１年２月，ｐ．１７−２４
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、伝送帯域幅の狭い伝送路を介して高品質のフレーム画像を伝送する動画像伝送システムを安価に提供することを目的とする。
【００１４】
また、フレームレートが予め定められた動画像を送信する動画像送信端末を用いて、動画像受信端末へ伝送されるフレーム画像の品質を低下させることなく、伝送路の伝送帯域幅を低減することができる動画像伝送システムを提供することを目的とする。また、動画像受信端末から伝送路の帯域幅を制御することができる動画像伝送システムを提供することを目的とする。
【００１５】
また、動画像データに関する受信状況報告パケットに基づいて、あるいは、受信状況報告パケットが受信できないことに基づいて、動画像送信端末がフレーム画像の品質を低下させるのを防止する動画像伝送システムを提供することを目的とする。
【００１６】
さらに、これらの動画像伝送システムに適用可能な動画像伝送装置、及び、これらの動画像伝送システムを適用した救急医療用伝送システムを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明による動画像伝送システムは、動画像データを送信する動画像送信端末と、動画像データを受信する動画像受信端末と、動画像送信端末から動画像受信端末への動画像データの伝送を行う動画像伝送装置により構成される。動画像送信端末から送信される動画像データは、予め定められたフレームレートで生成された一連の画像フレームからなり、各フレームデータが１又は２以上のデータパケットとして送信される。動画像伝送装置は、動画像送信端末から受信したデータパケット内の属性データに基づいて、データパケットを廃棄し、パケット数を削減する。動画像受信端末は、パケット数の削減されたデータパケットを動画像伝送装置から受信する。なお、上記フレームには、インターレス動画像におけるフィールドも含まれる。
【００１８】
この様な構成により、一定のフレームレートで動画像データを送信する動画像送信端末を用いて動画像データを送信する場合でも、フレーム画像の品質を低下させることなく伝送帯域幅を低減することができる。このため、伝送帯域幅の狭い伝送路を介して動画像受信端末に対し高画質の動画像データを伝送することができる。
【００１９】
また、本発明による動画像伝送システムは、動画像受信端末が動画像伝送装置へパケット削減指示を送信し、動画像伝送装置が、動画像受信端末からのパケット削減指示に基づいて、動画像送信端末からのデータパケットを廃棄する。この様な構成により、動画像伝送装置におけるパケットの廃棄を動画像受信端末から制御することができる。
【００２０】
また、本発明による動画像伝送システムは、動画像受信端末及び動画像伝送装置を接続する第２の伝送路の負荷状況を検出し、負荷状況通知パケットを動画像伝送装置へ送信する負荷状況検出装置を備え、動画像伝送装置が、負荷状況通知パケットに基づいて、動画像送信端末からのデータパケットを廃棄するように構成される。この様な構成により、第２の伝送路の負荷状況に応じてパケットを廃棄し、動画像データの伝送帯域幅を低減することができる。
【００２１】
また、本発明による動画像伝送システムは、動画像受信端末が、パケット欠落数を含む受信状況報告パケットを生成して動画像伝送装置へ送信し、動画像伝送装置が、受信状況報告パケット内のパケット欠落数をデータパケットの廃棄数に基づいて変更し、変更された受信状況報告パケットを動画像送信端末へ送信するように構成される。このような構成により、動画像伝送装置におけるパケットの廃棄に起因して、動画像送信端末から送信されるフレーム画像の品質が低下するのを防止することができる。
【００２２】
また、本発明による動画像伝送システムは、動画像受信端末が、所定の期間ごとにパケット欠落数を含む受信状況報告パケットを生成して動画像伝送装置へ送信し、動画像伝送装置は、所定の期間、動画像受信端末からの受信状況報告パケットが到達しない場合に、受信状況報告パケットを生成し、動画像送信端末へ送信するように構成される。この様な構成により、受信状況報告パケットが受信されないことに起因して、動画像送信端末から送信されるフレーム画像の品質が低下するのを防止することができる。
【００２３】
また、本発明による救急医療用伝送システムは、車両内に設置された動画像送信端末から医療機関内に設置された動画像受信端末へ通信衛星を介して動画像データを伝送するシステムであり、動画像送信端末が、予め定められたフレームレートで生成された一連の画像フレームからなる動画像データについて、各フレームデータを１又は２以上のデータパケットとして送信する。また、上記車両内には、さらに、動画像送信端末から受信したデータパケット内の属性データに基づいてデータパケットを廃棄し、パケット数を削減する動画像伝送装置と、動画像伝送装置からのデータパケットを通信衛星へ無線送信する衛星回線制御装置とを備えている。
【００２４】
この様な構成により、車両に設置された動画像伝送装置によりパケットを廃棄して、パケット数を削減することにより、フレーム画像の品質を低下させることなく、一定のフレームレートで動画像データを送信する動画像送信端末を用いて救急医療用伝送システムを実現することができる。また、衛星通信回線の限られた回線容量を有効利用することができる。
【００２５】
また、本発明による動画像伝送装置は、予め定められたフレームレートで生成された動画像データを動画像送信端末から受信し、動画像受信端末へ伝送する装置であり、第１の通信回線インタフェースと、パケット削減制御部と、第２の通信回線インタフェースとを備えている。第１の通信回線インタフェースは、各フレームデータを１又は２以上のデータパケットとして動画像送信端末から受信する。パケット削減制御部は、動画像送信端末から受信したデータパケット内の属性データに基づいてデータパケットを廃棄し、パケット数を削減する。第２の通信回線インタフェースは、パケット数削減後のデータパケットを動画像受信端末へ送信する。
【００２６】
また、本発明による動画像伝送装置は、パケット削減制御部が、受信パケット内の属性データに基づいて、画像フレームごと、あるいは、グループ化された画像フレームにデータパケットを廃棄し、フレーム伝送レートを低減する。
【００２７】
例えば、独立して復号可能な第１のフレームデータと、他のフレームデータとともに復号される第２のフレームデータからなる動画像データの場合には、他のフレームデータとともに復号される第２のフレームデータを廃棄する。独立して復号可能な第１のフレームデータと、時間軸上で一方向に存在する他のフレームデータとともに復号される第２のフレームデータと、時間軸上で両方向に存在する２以上の他のフレームデータとともに復号される第３フレームデータからなる動画像データの場合には、第３のフレームデータを廃棄する。
【００２８】
また、本発明による動画像伝送装置は、パケット削減方法を動画像送信端末に対応づけて記憶する削減制御テーブルを備え、パケット削減制御部が、削減制御テーブルに基づいて、動画像送信端末ごとに指定されたパケット削減方法によりデータパケットを廃棄する。この様な構成により、２以上の動画像送信端末からの動画像データを伝送する場合に、動画像送信端末ごとに指定することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による動画像伝送システムの構成及び動作の一例を示した概略図である。ＭＰＥＧ送信端末１及びＭＰＥＧ受信端末３は通信ネットワークＮＷを介して接続され、ＭＰＥＧ送信端末１からＭＰＥＧ受信端末３へパケット化された動画像データが伝送される。
【００３０】
通信ネットワークＮＷは、第１の伝送路４１、第２の伝送路４２及び動画像伝送装置２からなる。動画像伝送装置２は、第１の伝送路４１を介してＭＰＥＧ送信端末１に接続されるとともに、第２の伝送路４２を介してＭＰＥＧ受信端末３に接続され、ＭＰＥＧ送信端末１からＭＰＥＧ受信端末３へのデータ伝送を中継している。
【００３１】
第２の伝送路４２によるＭＰＥＧ動画像の伝送帯域幅は、第１の伝送路４１によるＭＰＥＧ動画像の伝送帯域幅よりも狭く、動画像伝送装置２では動画像データパケットの間引きが行われる。すなわち、動画像伝送装置２は第２の伝送路４２から受信したパケットのうち一部のパケットを廃棄し、廃棄されずに残ったパケットを第２の伝送路４２に送出する。
【００３２】
パケットの間引きは、受信パケットの属性データに基づいて画像フレームごと（画像フレームの集合体ごとを含む）に行われ、動画像伝送装置２においてフレーム伝送レートが低減される。つまり、ＭＰＥＧ送信端末１からは、高いフレーム伝送レートでＭＰＥＧ動画像が送信される一方、ＭＰＥＧ受信端末３では、これよりも低いフレーム伝送レートでＭＰＥＧ動画像が受信できる。
【００３３】
図２は、図１の各装置の一構成例を示したブロック図である。ＭＰＥＧ送信端末１は、ＭＰＥＧエンコーダ１０及びパケット送信部１１からなり、撮像装置などから入力された動画像データは、ＭＰＥＧエンコーダ１０により符号化され、ＭＰＥＧ−ＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｓｔｒｅａｍ）に変換される。パケット送信部１１はこのＭＰＥＧ−ＴＳをＩＰパケットにカプセル化し、第１の伝送路４１へ送出する。
【００３４】
ＭＰＥＧ受信端末３は、パケット受信部３０及びＭＰＥＧデコーダ（復号器）３１からなり、第２の伝送路４２から受信したＩＰパケットはパケット受信部３０によりＭＰＥＧ−ＴＳに展開される。ＭＰＥＧデコーダ３１は、このＭＰＥＧ−ＴＳを復号化し、映像表示機器などへ動画像データを出力する。
【００３５】
図３は、ＭＰＥＧデータの一例を示した概念図であり、多数のＭＰＥＧピクチャーが時間軸（横方向）上に撮像順で並べられている。一般に、動画像は、所定のフレームレート（３０フレーム毎秒）でサンプリングされた静止画からなる画像フレームに分割され、一連の画像フレームにより動画像データが形成される。ＭＰＥＧのフレーム画像はピクチャーと呼ばれ、符号化処理の相違によってＩピクチャー（Ｉｎｔｒａ−ｃｏｄｅｄ　ｐｉｃｔｕｒｅ）、Ｐピクチャー（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−ｃｏｄｅｄ　ｐｉｃｔｕｒｅ）、Ｂピクチャー（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ−ｃｏｄｅｄ　ｐｉｃｔｕｒｅ）の３種類のピクチャータイプがある。
【００３６】
Ｉピクチャーは、フレーム内の符号化処理により、データ量が削減されたピクチャーであり、符号化の対象となる画像フレームのみに基づいて符号化される。通常は、２次元ＤＣＴ（離散コサイン変換：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｃｏｓｉｎｅ　Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）で得られた係数を量子化した後にエントロピー符号化して生成される。
【００３７】
Ｐピクチャー及びＢピクチャーは、画像フレーム間の符号化処理により、データ量が削減されたピクチャーであり、他の画像フレームを利用した動き補償によって符号化される。Ｐピクチャーの場合は、時間軸上の一方向（過去）の画像フレームのみを利用して前向き予測を行って符号化され、Ｂピクチャーの場合は、時間軸上の双方向（過去と将来）の画像フレームを利用して前向き及び後向き予測を行って符号化される。
【００３８】
また、一連のピクチャーは、ランダムアクセス時にアクセスポイントを提供するピクチャーグループ（ＧＯＰ：Ｇｒｏｕｐ　Ｏｆ　Ｐｉｃｔｕｒｅ）に区分されている。各ピクチャーグループは、所定の規則に基づいて並べられたピクチャータイプの異なる複数のピクチャーからなり、ランダムアクセス時にはピクチャーグループ単位でアクセスされる。
【００３９】
図４は、ＭＰＥＧ送信端末１からＭＰＥＧ受信端末３へ伝送されるデータパケットの一構成例を示した図である。図示したデータパケット５は、ＩＰヘッダ５０、ＵＤＰヘッダ５１、ＲＴＰヘッダ５２及びＲＴＰペイロード５３により構成される。また、ＲＴＰペイロード５３は、ＭＰＥＧヘッダ５４及びＭＰＥＧコンテンツ５５からなる。
【００４０】
このデータパケットは、ネットワーク層、トランスポート層、アプリケーション層の通信プロトコルとして、それぞれＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ　Ｄａｔａｇｒａｍ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が採用されている。また、ＭＰＥＧコンテンツ５５は、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｔａｓｋ　Ｆｏｒｃｅ）標準ＲＦＣ２２５０（ＲＴＰ　Ｐａｙｌｏａｄ　Ｆｏｒｍａｔ　ｆｏｒ　ＭＰＥＧ１／ＭＰＥＧ２　Ｖｉｄｅｏ）に基づき、ＭＰＥＧヘッダ５４が付加され、ＭＰＥＧペイロード５３としてカプセル化されている。
【００４１】
ＵＤＰ／ＩＰは、伝送路上での伝送パケット欠落や遅延揺らぎを考慮しない簡易な通信プロトコルである。パケット欠落時にも再送処理は行わないことから高速データ伝送が可能であり、リアルタイム性が要求される動画像データの伝送に広く用いられている。ＩＰヘッダ５０には、送信元及び送信先のＩＰアドレスなどが格納されている。また、ＵＤＰヘッダ５１には、送信元及び送信先のポート番号などが格納されている。
【００４２】
ＲＴＰヘッダ５２には、タイムスタンプやシーケンス番号が格納され、ＭＰＥＧ受信端末３は、ＲＴＰヘッダに基づいて伝送路上での遅延時間やパケット欠落を検出することができる。これらの受信状況は、ＲＴＣＰ（ＲＴＰ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いてＭＰＥＧ受信端末３からＭＰＥＧ送信端末１へ定期的に送信され、フィードバックされる。
【００４３】
また、ＲＴＰヘッダ５２には、ピクチャーグループ（ＧＯＰ）の終わりを示す１ビットのマーカーが格納されている。このため、ＭＰＥＧ受信端末３は、ＲＴＰヘッダ５２を解析することにより、マーカーに基づいて各ＧＯＰの最後のパケットか否かを判別することができる。
【００４４】
ＭＰＥＧコンテンツ５５は、１又は２以上のＭＰＥＧ−ＴＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｓｔｒｅａｍ）パケットにより構成される。ＭＰＥＧ−ＴＳは、ＭＰＥＧピクチャーから生成される１８８バイトのパケットデータである。また、ＭＰＥＧヘッダ５４には、ＭＰＥＧコンテンツ５５に含まれるＭＰＥＧピクチャーのピクチャータイプが格納されている。このため、ＭＰＥＧ受信端末３は、ＭＰＥＧヘッダ５４を解析することにより、ピクチャータイプを判別することができる。
【００４５】
次に、動画像伝送装置２における動作について説明する。動画像伝送装置２は、ＭＰＥＧ送信端末１からＩＰパケットを受信すると、ＩＰパケットに含まれるＭＰＥＧ動画像データの属性情報を分析し、当該ＩＰパケットを廃棄するか否かを決定する。廃棄の決定は、ピクチャーグループ（ＧＯＰ）又はピクチャーごとに決定され、ＩＰパケットごとに廃棄される。この結果、廃棄されずに残ったＩＰパケットがＭＰＥＧ受信端末３へ送出される。
【００４６】
図５〜図７は、動画像伝送装置２による帯域幅削減方法の一例を示した概念図である。図５には、ピクチャーグループＧＯＰごとにパケットを廃棄する場合の例が示されている。動画像伝送装置２は、受信したＩＰパケット内のＲＴＰヘッダ５２に基づいてピクチャーグループの最後のパケットを判別する。この判別結果に基づいて、ピクチャーグループごとにＩＰパケットを廃棄し、あるいは中継する。この様にしてＮ個のピクチャーグループごとにＭ個のピクチャーグループを廃棄すれば、伝送帯域幅を（Ｎ−Ｍ）／Ｎに削減することができる。例えば、ピクチャーグループごとに廃棄及び中継を交互に行えば伝送帯域幅を１／２にすることができる。
【００４７】
図６には、動き補償が行われているピクチャーのみを廃棄する場合の例が示されている。動画像伝送装置２は、受信したＩＰパケット内のＭＰＥＧヘッダ５４に基づいてＭＰＥＧコンテンツ５５のピクチャータイプを判別する。この判別結果に基づいて、ピクチャーごとにＩＰパケットの廃棄又は中継を行う。廃棄されるピクチャーは、動き補償が行われているピクチャー、すなわち、Ｐピクチャー及びＢピクチャーであり、Ｉピクチャーは中継される。
【００４８】
図７には、双方向の動き補償が行われているピクチャーのみを廃棄する場合の例が示されている。図６の場合と同様、動画像伝送装置２は、ピクチャータイプの判別結果に基づいて、ピクチャーごとにＩＰパケットの廃棄又は中継を行う。このとき、前向き予測及び後ろ向き予測が行われているＢピクチャーのみを廃棄し、Ｉピクチャー及びＰピクチャーは中継される。
【００４９】
なお、伝送帯域幅の削減方法は、複数の削減方法の中から、コンテンツの種類や、帯域幅、伝送路の状況に応じて任意に選択可能とすることが望ましい。また、これらの帯域幅削減方法を適宜に組み合わせて使用することもできる。例えば、所定のピクチャーグループ内のＰパケット及びＢパケットのみを廃棄することもできる。さらに、これらの帯域幅削減方法は一例であり、受信パケット内の属性データに基づいてパケットを間引くための他の方法を採用することもできる。
【００５０】
本実施の形態による動画像伝送システムでは、ＭＰＥＧ動画像を形成する一連のピクチャーが、ＭＰＥＧ送信端末１から第１の伝送路４１を介して動画像伝送装置２へパケット送信され、動画像伝送装置２において受信されたパケットの一部が廃棄される。このとき、受信パケットに含まれる属性データに基づいて、ピクチャーグループやピクチャータイプを判別し、ピクチャーグループ又はピクチャーごとに受信パケットが廃棄される。そして、廃棄されずに残ったパケットのみが、第２の伝送路４２を介してＭＰＥＧ受信端末３へ送信される。
【００５１】
すなわち、動画像伝送装置２は、動きの滑らかさよりも各画像フレームの画質を優先させて、動画像データをＭＰＥＧ受信端末３へ伝送する。このため、第２の伝送路４２が十分な帯域幅を有しない場合であっても、フレームごとの画像品質の高い動画像を伝送することができる。
【００５２】
特に、第２の伝送路４１の帯域幅が第１の伝送路の帯域幅よりも狭い場合に、ＭＰＥＧ送信端末１から高伝送レートで動画像データを送信させる一方、動画像伝送装置２において伝送レートを低下させて、ＭＰＥＧ受信端末３において高画質のピクチャーデータを受信することができる。
【００５３】
しかも、上記動画像伝送システムは、特別なＭＰＥＧ送信端末１を用いる必要がないため、安価に実現することができる。すなわち、ＭＰＥＧ送信端末１において、フレーム伝送レートを低下させて各フレーム画像の品質を向上させるのではなく、広帯域の第１の伝送路４１を介してＭＰＥＧ送信端末１に接続された動画像伝送装置２においてフレーム伝送レートを低減することによって安価にシステムを構築することができる。
【００５４】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２による動画像伝送システムの構成及び動作の一例を示した概略図である。動画像伝送装置２Ａは、複数の帯域削減方法から任意の帯域削減方法を選択し、選択された削減方法によってＭＰＥＧ動画像データの伝送帯域幅を削減可能な装置である。ＭＰＥＧ受信端末３は、動画像伝送装置２Ａに対し削減方法を指示し、動画像伝送装置２Ａは、この指示に基づいて削減方法を選択する。
【００５５】
図９は、図８の動画像伝送装置２Ａの要部の一例を示したブロック図である。動画像伝送装置２Ａは、通信回線インタフェース２０及び２１と、ＭＰＥＧ帯域削減制御部２２とにより構成される。通信回線インタフェース２０，２１は、通信ネットワークＮＷへの接続制御を行っている。つまり、通信回線インタフェース２０は第１の伝送路４１を介してＭＰＥＧ送信端末１との接続制御を行い、通信回線インタフェース２１は第２の伝送路４２を介してＭＰＥＧ受信端末３との接続制御を行っている。
【００５６】
ＭＰＥＧ帯域削減制御部２２は、パケット削減制御部２３及び受信端末要求処理部２４により構成される。受信端末要求処理部２４は、通信回線インタフェース２１を介して、ＭＰＥＧ受信端末３からの削減方法指示パケットを受け取ると、当該パケットに含まれる削減方法の情報を取り出し、パケット削減制御部５２へ出力する。
【００５７】
その後、パケット削減制御部２３によるパケットの削減処理は、ＭＰＥＧ受信端末３により指定された削減方法によって行われる。削減方法指定パケットにより指定される削減方法は、例えば、実施の形態１（図５〜図７）で示された各削減方法であってもよいし、伝送帯域幅の削減率であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。
【００５８】
本実施の形態による動画像伝送システムは、ＭＰＥＧ受信端末３から動画像伝送装置２へ削減方法指示パケットを送信し、動画像伝送装置２が、当該パケットに基づいて、ＭＰＥＧ動画像の伝送帯域削減の方法を選択している。このため、送信先であるＭＰＥＧ受信端末３からフレーム画像の品質を制御することができる。すなわち、必要とされるフレーム画像の品質に応じて、動画像伝送装置２の削減処理を制御することができる。
【００５９】
実施の形態３．
図１０は、本発明の実施の形態３による動画像伝送システムの構成及び動作の一例を示した概略図である。この動画像伝送システムでは、２つのＭＰＥＧ送信端末１Ａ及び１Ｂと、１つのＭＰＥＧ受信端末３が通信ネットワークＮＷを介して接続され、ＭＰＥＧ送信端末１Ａ，１ＢのぞれぞれからＭＰＥＧ受信端末３へパケット化された動画像データが伝送される。
【００６０】
すなわち、動画像伝送装置２Ｂには、広帯域の第１の伝送路４１を介して、ＯＬＥ＿ＬＩＮＫ１ＭＰＥＧ送信端末ＯＬＥ＿ＬＩＮＫ１１Ａ及びＭＰＥＧ送信端末１Ｂが接続されるとともに、狭帯域の第２の伝送路４２を介してＭＰＥＧ受信端末３が接続されている。そして、動画像伝送装置２Ｂが、ＭＰＥＧ送信端末１Ａ及びＭＰＥＧ送信端末１ＢからＭＰＥＧ受信端末３へ送信されるデータパケットの中継を行っている。
【００６１】
動画像伝送装置２Ｂは、ＭＰＥＧ送信端末１Ａ，１Ｂごとに帯域削減方法を選択可能な装置である。ＭＰＥＧ受信端末３は、動画像伝送装置２Ａに対しＭＰＥＧ送信端末ごとの削減方法（削減率も含む）を指示し、動画像伝送装置２Ａはこの指示に基づいて削減方法を選択する。
【００６２】
ＭＰＥＧ受信端末３には、ディスプレイ装置６が接続され、ＭＰＥＧ送信端末１Ａ及び１Ｂから送信された動画像がともに表示される。ＭＰＥＧ受信端末３から各動画像について帯域削減方法を指示することができるので、受信側での必要に応じてそれぞれの画質を制御することができる。図１０では、ＭＰＥＧ送信端末１Ａからの動画像は帯域削減せずに伝送し表示させる一方、ＭＰＥＧ送信端末１Ｂからの動画像は帯域幅を１／４に削減して伝送し、低画質で表示させた場合の例が示されている。
【００６３】
図１１は、図１０の動画像伝送システムの他の動作状態の例を示した図である。図１０の場合とは逆に、ＭＰＥＧ送信端末１Ｂからの動画像を高画質で表示させる場合が示されている。ＭＰＥＧ送信端末１Ａからの動画像は帯域幅を１／４に削減して伝送し、ＭＰＥＧ送信端末１Ｂからの動画像は帯域削減せずに伝送するように、ＭＰＥＧ受信端末３から動画像伝送装置２Ｂに指示すれば、ＭＰＥＧ送信端末１Ａからの動画像を低画質で表示し、ＭＰＥＧ送信端末１Ｂからの動画像を高画質で表示させることができる。
【００６４】
図１２は、図１０及び図１１の動画像伝送装置２Ｂの要部の一例を示したブロック図である。図中のＭＰＥＧ帯域削減制御部２２は、パケット削減制御部２３、受信端末要求処理部２４及び削減制御テーブル２５により構成され、図９の動画像伝送装置２Ａ（実施の形態２）と比較すれば、削減制御テーブル２５を有する点で異なる。
【００６５】
削減制御テーブル２５は、ＭＰＥＧ送信端末１Ａ，１Ｂごとに帯域削減方法を記憶保持し、受信端末要求処理部２４により更新される。パケット削減制御部２３は、この削減制御テーブル２５に基づいてパケットの送信元であるＭＰＥＧ送信端末１Ａ，１Ｂごとに帯域削減方法を選択してＭＰＥＧパケットを廃棄する。
【００６６】
受信端末要求処理部２４は、通信回線インタフェース２１を介して、ＭＰＥＧ受信端末３からの削減方法指示パケットを受け取ると、当該パケットに含まれる削減処理対象の送信元（ＭＰＥＧ送信端末１Ａ又は１Ｂ）及び削減方法の情報を取り出し、送信元に削減方法を関連づけて削減制御テーブル２５に書き込む。
【００６７】
本実施の形態による動画像伝送システムは、ＭＰＥＧ受信端末３から送信元及び削減方法の情報を含む削減方法指示パケットを送信し、動画像伝送装置２Ｂが、送信端末１Ａ，１ＢごとにＭＰＥＧ動画像の伝送帯域削減の方法を選択している。このため、送信先であるＭＰＥＧ受信端末３からフレーム画像の品質を制御することができ、受信側で必要とされるフレーム画像の品質に応じて、動画像伝送装置２Ｂにおける削減処理を制御し、伝送帯域幅を調整することができる。
【００６８】
例えば、ＭＰＥＧ受信端末３において、２以上の動画像を受信している場合に、特定の動画像について高品質のフレーム画像が必要になれば、他の動画像の伝送帯域を削減することにより、トータルの伝送帯域を一定にしたままで、上記特定の動画像の伝送帯域を拡大させることができる。
【００６９】
実施の形態４．
図１３は、本発明の実施の形態４による動画像伝送システムの構成及び動作の一例を示した概略図である。この動画像伝送システムは、負荷状況監視装置７を有して構成され、動画像伝送装置２Ｃは、通信ネットワークＮＷの負荷状況に応じて伝送帯域の削減方法を選択する。
【００７０】
負荷状況検出装置７は、通信ネットワークＮＷの負荷状況、特に狭帯域の伝送路である第２の伝送路４２の負荷状況を検出し、検出された負荷状況を動画像伝送装置２Ｃへ通知する。負荷状況は、通信ネットワークＮＷのトラフィックを監視することにより検出することができる。また、その他の方法、例えば、通信ネットワークＮＷに接続されたＭＰＥＧ送信端末１の数に基づいて負荷状況を判別してもよい。
【００７１】
図１４は、図１３の動画像伝送装置２Ｃの要部の一構成例を示したブロック図である。図中のＭＰＥＧ帯域削減制御部２２は、パケット削減制御部２３、受信端末要求処理部２４、削減制御テーブル２５及び負荷状況対応処理部２６により構成される。図１２の動画像伝送装置２Ｂ（実施の形態３）と比較すれば、負荷状況対応処理部２６を有する点で異なる。
【００７２】
負荷状況対応処理部２６は、負荷状況検出装置７からの負荷状況通知を受信すると、負荷状況に応じて削減制御テーブル２５を更新する。すなわち、通信ネットワークＮＷの負荷が重くなれば、より多くの送信端末１についてＭＰＥＧパケットの削減処理を行い、あるいは、伝送帯域の削減率がより高い削減処理を行うように削減制御テーブル２５を更新する。負荷が軽く成った場合には、逆の更新処理を行う。
【００７３】
本実施の形態による動画像伝送システムは、負荷状況検出装置７が、通信ネットワークＮＷの負荷を検出し、動画像伝送装置２Ｃが、負荷状況検出装置７からの負荷状況通知に基づいて、ＭＰＥＧ動画像の伝送帯域削減の方法を選択している。このため、通信ネットワークＮＷの負荷状況に応じてフレーム画像の品質を制御することができる。
【００７４】
なお、負荷状況検出装置７は、動画像伝送装置２Ｃの負荷状況対応処理部２６に対して負荷状況を通知することができる装置であればよく、通信ネットワークＮＷ外の装置であってもよいし、通信ネットワークＮＷ内の装置であってもよい。また、動画像伝送装置２Ｃ内に設けられていてもよい。
【００７５】
実施の形態５．
図１５は、本発明の実施の形態５による動画像伝送システムの構成及び動作の一例を示した概略図である。動画像伝送装置２Ｄは、ＭＰＥＧ受信端末３からＭＰＥＧ送信端末１へ送信される受信状況報告パケットを中継する際、受信状況報告パケットを変更し、ＭＰＥＧ送信端末１から送信されるフレーム画像の品質低下を抑制している。また、通信ネットワークＮＷ内での輻輳の発生を検出し、ネットワーク管理センター８へ通知する。
【００７６】
上述した通り、ＭＰＥＧ受信端末３は、正常受信できなかったパケットの数（パケット欠落数）を受信パケット中のＲＴＰヘッダに基づいて求め、パケット欠落数を含む受信状況報告パケット（ＲＴＣＰパケット）をＭＰＥＧ送信端末１へ定期的に送信している。
【００７７】
パケット欠落数が多い場合、通常は、通信ネットワークＮＷ内部で輻輳が生じていると考えられる。このため、ＭＰＥＧ送信端末１は、受信状況報告パケットに含まれるパケット欠落数が多くなった場合、あるいは、所定の期間、受信状況報告パケットを受信できなかった場合には、その後の送信帯域幅を低減させる。
【００７８】
ここで、ＭＰＥＧ送信端末１のフレーム伝送レートは一定であることから、送信帯域幅を低減するには、ＭＰＥＧエンコーダ１０での符号化パラメータを変更して、フレーム画像の品質を低下させる必要がある。つまり、ＭＰＥＧ送信端末１において送信帯域幅を低減すれば、フレーム画像の品質が低下する。
【００７９】
このため、動画像伝送装置２Ｄは、ＭＰＥＧ受信端末３からの受信状況報告パケット内のパケット欠落数を変更してＭＰＥＧ送信端末１へ送出する。この様にして、動画像伝送装置２Ｄにおけるパケットの廃棄をＭＰＥＧ送信端末１に対して隠蔽し、ＭＰＥＧパケットの受信状況が実際以上に良好であるように見せかけることにより、パケットの廃棄に基づきＭＰＥＧ送信端末１の送信画質が低下するのを防止している。
【００８０】
図１６は、図１５の動画像伝送装置２Ｄの要部の一構成例を示したブロック図である。図中のＭＰＥＧ帯域削減制御部２２は、パケット削減制御部２３、受信端末要求処理部２４、削減制御テーブル２５、負荷状況対応処理部２６及び受信状況報告パケット制御部２７により構成される。図１４の動画像伝送装置２Ｃ（実施の形態４）と比較すれば、受信状況報告パケット制御部２７を有する点で異なる。
【００８１】
受信状況報告パケット制御部２７は、通信回線インタフェース２１を介してＭＰＥＧ受信端末３から受信状況報告パケットを受け取る。この受信状況報告パケット内のパケット欠落数が読み出され、パケット削減制御部２３において廃棄したパケット数だけパケット欠落数が減少するように変更される。すなわち、動画像伝送装置２Ｄで廃棄されたパケット数だけを除外する。なお、動画像伝送装置２Ｄにおいて廃棄されたパケット数は、削減制御テーブル２５から削減方法を読み出して求めることができる。あるいは、パケット削減制御部２３が廃棄したパケット数を保持している場合には、そのパケット数を利用してもよい。
【００８２】
パケット欠落数がパケット廃棄数を越えている場合には、通信ネットワークＮＷ内で輻輳が生じていると考えられる。このため、変更後のパケット欠落数が所定値（例えばゼロでもよい）を越えている場合、受信状況報告パケット制御部２７は、ネットワーク管理センター８へ輻輳の発生を通知する。この通知を受け取ったネットワーク管理センター８は、例えば、通信ネットワークＮＷの帯域幅を増大させ、あるいは、各ＭＰＥＧ送信端末１ごとの伝導帯域幅を減少させる。
【００８３】
本実施の形態による動画像伝送システムは、動画像伝送装置２Ｄが、ＭＰＥＧ受信端末３からＭＰＥＧ送信端末１へ伝送される受信状況報告パケットのパケット欠落数を変更している。このため、動画像伝送装置２Ｄでのパケット廃棄に起因してＭＰＥＧ送信端末１から送信される画像フレームの品質が低下するのを防止することができる。
【００８４】
実施の形態６．
図１７は、本発明の実施の形態６による動画像伝送システムの構成及び動作の一例を示した概略図である。動画像伝送装置２Ｅは、本来、ＭＰＥＧ受信端末３によって生成される受信状況報告パケットを自ら生成し、ＭＰＥＧ送信端末１へ送出し、ＭＰＥＧ送信端末１から送信されるフレーム画像の品質低下を抑制している。
【００８５】
動画像伝送装置２Ｅの詳細構成は、図１６に示された動画像伝送装置２Ｄと同様である。ＭＰＥＧ受信端末３は定期的に受信状況報告パケット（ＲＴＣＰパケット）を送信しているが、通信ネットワークＮＷ内部での輻輳や伝送誤りなどに起因して、予め定められた一定時間が経過しても動画像伝送装置２Ｅに受信状況報告パケットが到着しない場合がある。この場合、ＭＰＥＧ送信端末１は、フレーム画像の品質を低下させることになる。
【００８６】
このため、受信状況報告パケット制御部２７は、所定時間が経過しても受信状況報告パケットが到着しない場合には、受信状況報告パケットを自ら生成し、通信回線インタフェース２０を介してＭＰＥＧ送信端末１へ送信する。なお、動画像伝送装置２Ｅは、ＭＰＥＧパケットの中継時に、受信状況報告パケットの生成に必要な情報、例えばＲＴＰヘッダ内の情報を記憶保持しており、当該情報に基づいて受信状況報告パケットを生成している。
【００８７】
本実施の形態による動画像伝送システムは、動画像伝送装置２Ｅが、受信状況報告パケットを生成し、ＭＰＥＧ送信端末１へ送出している。このため、ＭＰＥＧ受信端末３からＭＰＥＧ送信端末１へ受信状況報告パケットが正常に送信されなかった場合にも、ＭＰＥＧパケットの受信状況が実際以上に良好であるように見せかけることができ、ＭＰＥＧ送信端末１からの送信画質が低下するのを防止できる。
【００８８】
実施の形態７．
本実施の形態では、上記実施の形態１〜６の動画像伝送システムを救急医療用の動画像伝送システムに適用する場合の例について説明する。
【００８９】
図１８は、救急医療用の動画像伝送システムの概略構成を示した図である。複数台の救急車６１と、複数の病院６５とが衛星通信回線及び地上ネットワーク６４を介して接続されている。救急車６１内にはＭＰＥＧ送信端末（不図示）が設置され、病院６５内にはＭＰＥＧ受信端末（不図示）が設置されており、救急搬送時には、患者の様子や診断機器による診断結果が動画像データとして救急車６１から病院６５へ送信される。
【００９０】
衛星通信回線及び地上ネットワーク６４間の中継は、地上に設置されたフィーダー局６３によって行われている。すなわち、移動体としての救急車６１は、通信衛星６２を介してフィーダー局６３と通信している。通信衛星６２は、救急車６１において大きなアンテナ仰角を確保可能な準天頂衛星であり、概ね日本全国をカバーすることができる。
【００９１】
図１９は、図１８の救急車６１についてその要部の一構成例を示した図である。救急車６１には、アンテナ７１、衛星回線制御装置７２、動画像伝送装置７３、ＭＰＥＧ送信端末７４及びカメラ７５が設置されている。
【００９２】
ＭＰＥＧ送信端末７４は、１００Ｂａｓｅ−ＴＸなどのＬＡＮケーブルを介して、動画像伝送装置７３に接続され、動画像伝送装置７３との間でＩＰパケットを送受信している。また、動画像伝送装置７３は、衛星回線制御装置７２に接続され、衛星回線制御装置７２は、アンテナ７１を介して通信衛星との間でＲＦ信号の送受信を行っている。
【００９３】
カメラ７５は、ＭＰＥＧ送信端末７４に接続され、カメラ７５で撮影された患者の様子は動画像データとしてＭＰＥＧ送信端末７４へ出力される。ＭＰＥＧ送信端末７４は、この動画像データをＭＰＥＧ標準規格（例えばＭＰＥＧ２）により符号化して動画像伝送装置７３へ出力する。
【００９４】
動画像伝送装置７３は、実施の形態１〜６における動画像伝送装置２〜２Ｅに相当する装置であり、ＭＰＥＧ送信端末７４から受信したデータパケットに対し間引き処理を行って衛星回線制御装置７２へ出力している。すなわち、帯域削減後の動画像データがアンテナ７１から通信衛星６２へ送出される。
【００９５】
通信衛星６２は、広いエリアをカバーすることができるが、同時に稼働している救急車６１が増加すれば、各救急車６１に割り当てることができる帯域幅は狭くなる。このため、ＭＰＥＧ送信端末７４、衛星回線制御装置７２間に動画像伝送装置７３を介在させている。
【００９６】
すなわち、動画像伝送装置７３を各救急車６１に割り当てられた衛星通信回線の伝送帯域幅よりも帯域幅の広い伝送路を介してＭＰＥＧ送信端末７４に接続し、動画像伝送装置７３においてフレーム伝送レートを低下させている。このため、割り当てられた衛星通信回線の帯域幅が狭い場合でも、フレーム画像の品質を低下させることなく、動画像データを伝送することができる。
【００９７】
一般に、救急搬送中の患者について遠隔診断を行う際には、色や形状の情報が重要になる場合が多く、動画像を伝送する際は、動きの滑らかさよりも画質を優先して伝送する必要がある。このため、利用可能な衛星通信回線の帯域幅に応じて、動画像伝送装置７３がフレーム伝送レートを低下させれば、医師による遠隔診断が可能となる。
【００９８】
図２０は、図１８の救急車６１についてその要部の他の構成例を示した図である。動画像伝送装置７３には、ＬＡＮケーブルを介して複数のＭＰＥＧ送信端末７４が接続され、各ＭＰＥＧ送信端末７４から動画像伝送装置７３へ動画像データが出力され、衛星通信回線を介して病院６５のＭＰＥＧ受信端末へ送信される。
【００９９】
ここでは、３台のＭＰＥＧ送信端末７４が接続されている。このうちの１台は超音波診断装置等の診断装置７６に接続され、他の２台はカメラ７５に接続されている。カメラ７５からは、カラー動画像が出力され、診断装置７６からは超音波エコー画像（モノクロ動画像）が出力される。医師は、これらの動画像を見ながら診断を行う。
【０１００】
利用可能な衛星通信回線の帯域幅が狭い場合、一部の動画像についてフレーム伝送レートを低下させる必要が生ずると考えられる。この様な場合、どの動画像について、どのパケット削減方法を採用するのかを医師が判断し、削減制御指定パケットとしてＭＰＥＧ受信端末から送信することにより、全体としての帯域幅を抑制することができる。すなわち、各動画像の重要性に応じて、パケット削減の有無又は削減率を異ならせて、割り当てられた帯域幅を有効活用することができ、その判断が受信側にいる医師によって行われる。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明による動画像伝送システムは、動画像送信端末が、各フレームデータを１又は２以上のデータパケットとして送信し、動画像伝送装置が受信パケット内の属性データに基づいて、データパケットを廃棄し、パケット数を削減して動画像受信端末へ送信する。このため、フレーム画像の品質を低下させることなく、あるいは品質の低下を抑制しつつ、伝送帯域幅を低減することができる。また、一定のフレームレートで動画像データを送信する動画像送信端末を用いることができる。従って、伝送帯域幅の狭い伝送路を介して高品質のフレーム画像を伝送する動画像伝送システムを安価に提供することができる。また、この様な動画像伝送システムに適用可能な動画像伝送装置を提供することができる。
【０１０２】
また、本発明による動画像伝送システムは、動画像受信端末が動画像伝送装置へパケット削減指示を送信し、動画像伝送装置が、動画像受信端末からのパケット削減指示に基づいて、動画像送信端末からのデータパケットを廃棄する。従って、動画像伝送装置におけるパケットの廃棄を動画像受信端末から制御することができる。
【０１０３】
また、本発明による動画像伝送システムは、負荷状況検出装置が、動画像送信端末及び動画像伝送装置を接続する第２の伝送路の負荷状況を検出し、負荷状況通知パケットを動画像伝送装置へ送信する。動画像伝送装置は、負荷状況通知パケットに基づいて、動画像送信端末からのデータパケットを廃棄する。従って、第２の伝送路の負荷状況に応じてパケットを廃棄し、動画像データの伝送帯域幅を低減することができる。
【０１０４】
また、本発明による動画像伝送システムは、動画像伝送装置が、動画像受信端末からの受信状況報告パケット内のパケット欠落数をデータパケットの廃棄数に基づいて変更する。従って、動画像伝送装置におけるパケットの廃棄により、動画像送信端末から送信されるフレーム画像の品質が低下するのを防止することができる。
【０１０５】
また、本発明による動画像伝送システムは、動画像伝送装置が、所定の期間、動画像受信端末からの受信状況報告パケットが到達しない場合に、受信状況報告パケットを生成する。従って、受信状況報告パケットが動画像送信端末に到達しないことにより、動画像送信端末から送信されるフレーム画像の品質が低下するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による動画像伝送システムの構成及び動作の一例を示した概略図である。
【図２】図１の各装置の一構成例を示したブロック図である。
【図３】ＭＰＥＧデータの一例を示した概念図であり、多数のＭＰＥＧピクチャーが時間軸（横方向）上に撮像順で並べられている。
【図４】ＭＰＥＧ送信端末１からＭＰＥＧ受信端末３へ伝送されるデータパケットの一構成例を示した図である。
【図５】ピクチャーグループＧＯＰごとにパケットを廃棄する場合の例が示されている。
【図６】動き補償が行われているピクチャーのみを廃棄する場合の例が示されている。
【図７】双方向の動き補償が行われているピクチャーのみを廃棄する場合の例が示されている。
【図８】本発明の実施の形態２による動画像伝送システムの構成及び動作の一例を示した概略図である
【図９】図８の動画像伝送装置２Ａの要部の一例を示したブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態３による動画像伝送システムの構成及び動作の一例を示した概略図である。
【図１１】図１０の動画像伝送システムの他の動作状態の例を示した図である。
【図１２】図１０及び図１１の動画像伝送装置２Ｂの要部の一例を示したブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態４による動画像伝送システムの構成及び動作の一例を示した概略図である。
【図１４】図１３の動画像伝送装置２Ｃの要部の一構成例を示したブロック図である。
【図１５】本発明の実施の形態５による動画像伝送システムの構成及び動作の一例を示した概略図である。
【図１６】図１５の動画像伝送装置２Ｄの要部の一構成例を示したブロック図である。
【図１７】本発明の実施の形態６による動画像伝送システムの構成及び動作の一例を示した概略図である。
【図１８】救急医療用の動画像伝送システムの概略構成を示した図である。
【図１９】図１８の救急車６１についてその要部の一構成例を示した図である。
【図２０】図１８の救急車６１についてその要部の他の構成例を示した図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ　動画像送信端末、２，２Ａ〜２Ｅ　動画像伝送装置、
３　動画像受信端末、５　データパケット、６　ディスプレイ装置、
７　負荷状況検出装置、８　ネットワーク管理センター、
４１　第１の伝送路、４２　第２の伝送路、
２０　第１の通信回線インタフェース、２１　第２の通信回線インタフェース、
２２　ＭＰＥＧ削減制御部、２３　パケット削減制御部、
２４　受信端末要求処理部、２５　削減制御テーブル、
２６　負荷状況対応処理部、２７　受信状況報告パケット制御部、
６１　救急車、６２　通信衛星、６３　フィーダー局、
６４　地上ネットワーク、６５　病院、７１　アンテナ、
７２　衛星回線制御装置、７３　動画像伝送装置、７４　動画像送信端末
７５　カメラ、７６　診断装置、ＮＷ　通信ネットワーク
【図１】
2004120609.tif 000003
【図２】
2004120609.tif 000004
【図３】
2004120609.tif 000005
【図４】
2004120609.tif 000006
【図５】
2004120609.tif 000007
【図６】
2004120609.tif 000008
【図７】
2004120609.tif 000009
【図８】
2004120609.tif 000010
【図９】
2004120609.tif 000011
【図１０】
2004120609.tif 000012
【図１１】
2004120609.tif 000013
【図１２】
2004120609.tif 000014
【図１３】
2004120609.tif 000015
【図１４】
2004120609.tif 000016
【図１５】
2004120609.tif 000017
【図１６】
2004120609.tif 000018
【図１７】
2004120609.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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