(57)【要約】【解決手段】  伝送されるべき映像信号を出力する送信側端末装置６や８は、映像信号をパケット化するパケット化部２３と、フォワードエラーコレクション用の修復情報を付加する修復情報付加機能部２４と、パケット信号を時間軸上で前方あるいは後方に平均的に分散させるパケットシェーピング機能部２５を備える。送信側ルータ７は、パケット廃棄を禁止する情報を映像信号のパケットに付加する廃棄禁止情報付加機能部２６を備える。受信側ルータ１１は、パケット廃棄を禁止する情報が付加された映像信号のパケット廃棄処理を抑制する、パケット廃棄制御機能部２７を備える。受信側端末装置１２は、映像信号のパケットを修復して復元するフォワードエラーコレクション機能部２８と、パケットシェーピング処理をされた映像信号のジッタ補正をするクロックリカバリ機能部２９を備える。【効果】  ＩＰネットワークを利用した高品質の映像信号伝送が可能になる。【選択図】  図２
2005192182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送されるべき特定の映像信号を出力する送信側端末装置と、
この送信側端末装置に接続されて、前記映像信号をこの送信側端末装置からＩＰネットワーク上に送出する送信側ルータと、
前記ＩＰネットワークを通じて前記送信側ルータから送出された前記映像信号を受信する受信側ルータと、
この受信側ルータに接続されて前記映像信号を受け入れる受信側端末装置とを備え、
前記送信側端末装置は、
前記特定の映像信号をパケット化するパケット化部と、
前記パケット部と共働して、受信側で映像信号のパケットを修復して復元するために必要な、修復情報を付加したパケットを生成する修復情報付加機能部と、
前記映像信号のパケットを、時間軸上で前方あるいは後方に平均的に分散させて、送信側ルータに向けて出力するパケットシェーピング機能部とを備え、
前記送信側ルータは、
パケット廃棄を禁止する情報を前記映像信号のパケットに付加する廃棄禁止情報付加機能部を備え、
前記受信側ルータは、
前記パケット廃棄を禁止する情報が付加された映像信号のパケット廃棄処理を抑制する、パケット廃棄制御機能部を備え、
前記受信側端末装置は、
前記修復情報を使用して、前記映像信号のパケットを修復して復元するフォワードエラーコレクション機能部と、受信されたパケットのジッタ補正をするクロックリカバリ機能部を備えたことを特徴とするＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システム。
【請求項２】
請求項１に記載の映像信号伝送システムにおいて、
前記送信側ルータは、
パケット廃棄を禁止する情報を前記映像信号のパケットに付加する廃棄禁止情報付加機能部と、当該廃棄禁止情報付加機能部でパケット廃棄を禁止する情報が付加された映像信号のパケット廃棄処理を抑制して、ＩＰネットワークへ送信する、パケット廃棄制御機能部を備えたことを特徴とする映像信号伝送システム。
【請求項３】
請求項１に記載の映像信号伝送システムにおいて、
送信側ルータは、
前記映像信号のパケットを、時間軸上で前方あるいは後方に平均的に分散させて、ＩＰネットワークに向けて出力するパケットシェーピング機能部を備えることを特徴とする映像信号伝送システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システムにおいて、
前記受信側ルータは、
前記パケット廃棄を禁止する情報が付加された映像信号のパケット廃棄処理を抑制する、パケット廃棄制御機能部と、前記修復情報を利用して、前記映像信号のパケットを修復して復元するフォワードエラーコレクション機能部とを備え、
前記受信側端末装置は、
前記受信されたパケットのジッタ補正をするクロックリカバリ機能部を備えたことを特徴とするＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システム。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載のＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システムにおいて、
前記受信側ルータは、
前記パケット廃棄を禁止する情報が付加された映像信号のパケット廃棄処理を抑制する、パケット廃棄制御機能部と、前記修復情報を利用して、前記映像信号のパケットを修復して復元するフォワードエラーコレクション機能部と、前記受信されたパケットのジッタ補正をするクロックリカバリ機能部を備えたことを特徴とするＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システムにおいて、
送信側ルータには、複数チャンネルの映像信号が入力し、送信側ルータのパケットシェーピング機能部は、前記各チャンネルのパケットを一括して時間軸上で前方あるいは後方に平均的に分散させることを特徴とするＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システム。
【請求項７】
伝送されるべき特定の映像信号を出力する送信側端末装置と、
この送信側端末装置に接続されて、前記映像信号をこの送信側端末装置からＩＰネットワーク上に送出する送信側ルータと、
前記ＩＰネットワークを通じて前記送信側ルータから送出された前記映像信号を受信する受信側ルータと、
この受信側ルータに接続されて前記映像信号を受け入れる受信側端末装置とを備え、
前記送信側端末装置は、
前記特定の映像信号をパケット化するパケット化部と、
前記パケット部と共働して、受信側で映像信号のパケットを修復して復元するために必要な、修復情報を付加したパケットを生成する修復情報付加機能部と、
前記映像信号のパケットを、時間軸上で前方あるいは後方に平均的に分散させて、送信側ルータに向けて出力するパケットシェーピング機能部と、
パケット廃棄を禁止する情報を前記映像信号のパケットに付加する廃棄禁止情報付加機能部を備え、
前記送信側ルータ及び受信側ルータは、
前記パケット廃棄を禁止する情報が付加された映像信号のパケット廃棄処理を抑制する、パケット廃棄制御機能部を備え、
前記受信側端末装置は、
前記修復情報を使用して、前記映像信号のパケットを修復して復元するフォワードエラーコレクション機能部と、受信されたパケットのジッタ補正をするクロックリカバリ機能部を備えたことを特徴とするＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システム。
【請求項８】
伝送されるべき特定の映像信号を出力する送信側端末装置と、
この送信側端末装置に接続されて、前記映像信号をこの送信側端末装置からＩＰネットワーク上に送出する送信側ルータと、
前記ＩＰネットワークを通じて前記送信側ルータから送出された前記映像信号を受信する受信側ルータと、
この受信側ルータに接続されて前記映像信号を受け入れる受信側端末装置とを備え、
前記送信側端末装置は、
前記特定の映像信号をパケット化するパケット化部と、
前記パケット部と共働して、受信側で映像信号のパケットを修復して復元するために必要な、修復情報を付加したパケットを生成する修復情報付加機能部と、
前記映像信号のパケットを、時間軸上で前方あるいは後方に平均的に分散させて、送信側ルータに向けて出力するパケットシェーピング機能部とを備え、
前記送信側端末装置もしくは他の任意の端末装置には、伝送品質を保証する特定の映像信号のパケットを識別するための識別情報を、ネットワーク上の特定のルータに送信する機能を持つルータ制御部を設け、
前記送信側ルータと受信側ルータを含む該当するルータは、前記識別情報を保持する識別情報保持部と、この識別情報を利用して、受信した全てのパケットに対して、廃棄禁止の対象かどうかを判断して、該当するパケットについて、パケット廃棄処理を抑制する、パケット廃棄制御機能部を備え、
前記受信側端末装置は、
前記修復情報を使用して、前記映像信号のパケットを修復して復元するフォワードエラーコレクション機能部と、受信されたパケットのジッタ補正をするクロックリカバリ機能部を備えたことを特徴とするＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システム。
【請求項９】
伝送されるべき特定の映像信号を出力する送信側端末装置から、送信側ルータを通じて、前記映像信号をＩＰネットワーク上に送出し、当該映像信号を受信側ルータを通じて受信側端末装置で受信するシステムにおいて、
前記送信側で、
前記特定の映像信号をパケット化し、受信側で映像信号のパケットを修復して復元するために必要な、修復情報を付加したパケットを生成するとともに、前記映像信号のパケットを、時間軸上で前方あるいは後方に平均的に分散させるパケットシェーピング処理と、パケット廃棄を禁止する情報を前記映像信号のパケットに付加する廃棄禁止情報付加処理とを実行し、
前記受信側で、
前記パケット廃棄を禁止する情報が付加された映像信号のパケット廃棄処理を抑制し、前記修復情報を利用して、前記映像信号のパケットを修復して復元するフォワードエラーコレクション処理と、受信された映像信号のジッタ補正をするクロックリカバリ処理とを実行することを特徴とするＩＰネットワークを使用した映像信号伝送方法。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれかに記載の映像信号伝送システムにおいて、
映像信号の送信開始から送信終了までの間、受信側端末装置から送信側端末装置に対して、所定時間間隔で、軽負荷通信を実行する機能を持つ発信制御部と、当該発信制御部の発信間隔を設定する発信間隔設定部とを、前記受信側端末装置に設けたことを特徴とする映像信号伝送システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の映像信号伝送システムにおいて、
前記発信制御部は、ネットワーク上のルータに設けられたルーティングテーブル上の、受信側端末装置から送信側端末装置方向の経路情報が削除される以前に、送信側端末装置に対してＰＩＮＧを発信するように、所定時間以下の間隔で発信動作をするよう制御されることを特徴とする映像信号伝送システム。
【請求項１２】
請求項９乃至１０のいずれかに記載の映像信号伝送方法において、
送信側端末装置から受信側端末装置に対する映像信号の送信開始から送信終了までの間、
受信側端末装置から送信側端末装置に対して、所定時間間隔で、軽負荷通信を実行することを特徴とする映像信号伝送方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の映像信号伝送方法において、
前記映像信号を伝送するためのネットワーク中の、ルータに設けられたルーティングテーブル上の、受信側端末装置から送信側端末装置方向の経路情報が削除される以前に、前記受信側端末装置から送信側端末装置に対して、所定時間以下の間隔でＰＩＮＧを発信するように制御することを特徴とする映像信号伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターネット等の既設のパケット通信網を利用して、画像通信等を実現するパケット伝送システムとＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システムと映像信号伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンサートのライブ中継といったケースで、ビデオカメラにより撮影された高画質な映像信号を放送局に伝送するには、通信会社が提供する専用の通信回線を使用する。国際間の通信では衛星回線等を使用することもある。衛星通信等の高価な伝送路を効率よく使用する技術も確立されている。(特許文献１）
【特許文献１】特開2003-018559
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
ＩＰ（インターネットプロトコル）ネットワークによる高品質な画像伝送システムとして、ＭＰＬＳ（マルチ・プロトコル・ラベリング・システム）が知られている。このシステムでは、ルート指定によって、一定品質を補償したネットワークのみを通じてデータを伝送し、高品質の通信路を実現している。しかしながら、こうしたシステムは、通信路を専用線的に使用することから、通信コストが高くなるという問題がある。さらに、サービスが提供されている特定の地点間でのみ実現し、任意の２地点間で利用するというわけにはいかない。
また、一般のインターネットはきわめて低価格のパケット通信網であるが、問題点が多い。例えば、１００Ｍｂｐｓという帯域性能の、光ファイバを使用したインターネット接続サービスが提供されている。しかしながら、これはベストエフォート型サービスであって、条件の悪い時には３０〜４０Ｍｂｐｓ以下に性能が低下することがある。しかも、トラフィックが増大した時は、中継点において大量にパケットが廃棄され、高品質な通信は保証されていない。
本発明では、インターネットのような低価格のネットワークを利用して、帯域の一部を保証することにより高品質の画像通信等を可能にする、ＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システムと映像信号伝送方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は次の構成により上記の課題を解決する。
〈構成１〉
伝送されるべき特定の映像信号を出力する送信側端末装置と、この送信側端末装置に接続されて、上記映像信号をこの送信側端末装置からＩＰネットワーク上に送出する送信側ルータと、上記ＩＰネットワークを通じて上記送信側ルータから送出された上記映像信号を受信する受信側ルータと、この受信側ルータに接続されて上記映像信号を受け入れる受信側端末装置とを備え、上記送信側端末装置は、上記特定の映像信号をパケット化するパケット化部と、上記パケット部と共働して、受信側で映像信号のパケットを修復して復元するために必要な、修復情報を付加したパケットを生成する修復情報付加機能部と、上記映像信号のパケットを、時間軸上で前方あるいは後方に平均的に分散させて、送信側ルータに向けて出力するパケットシェーピング機能部とを備え、上記送信側ルータは、パケット廃棄を禁止する情報を上記映像信号のパケットに付加する廃棄禁止情報付加機能部を備え、上記受信側ルータは、上記パケット廃棄を禁止する情報が付加された映像信号のパケット廃棄処理を抑制する、パケット廃棄制御機能部を備え、上記受信側端末装置は、上記修復情報を使用して、上記映像信号のパケットを修復して復元するフォワードエラーコレクション機能部と、受信されたパケットのジッタ補正をするクロックリカバリ機能部を備えたことを特徴とするＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システム。
【０００５】
特定の映像信号をＩＰネットワークを通じて伝送する場合に、画質劣化を招くようなパケット廃棄を防止する。パケットシェーピング機能部はＩＰネットワーク上でのトラフィックの集中を防止して、パケット廃棄を最小化する。送信側ルータの廃棄禁止情報付加機能部と受信側ルータのパケット廃棄制御機能部は、受信側ルータへのトラフィック集中時に、パケット廃棄を防止する。送信側端末装置の修復情報付加機能部と受信端末装置側のフォワードエラーコレクション機能部とは、ＩＰネットワーク上でのパケット損失等の伝送信号劣化を補償する。クロックリカバリ機能部とは、ＩＰネットワーク上で発生したジッタの補正をする。以上により、ＩＰネットワークを利用した高品質の映像信号伝送が可能になる。
【０００６】
〈構成２〉
構成１に記載の映像信号伝送システムにおいて、上記送信側ルータは、パケット廃棄を禁止する情報を上記映像信号のパケットに付加する廃棄禁止情報付加機能部と、当該廃棄禁止情報付加機能部でパケット廃棄を禁止する情報が付加された映像信号のパケット廃棄処理を抑制して、ＩＰネットワークへ送信する、パケット廃棄制御機能部を備えたことを特徴とする映像信号伝送システム。
【０００７】
このルータは、自ら付けた廃棄禁止情報により、自らのパケット廃棄制御機能部において、該当するパケットの廃棄抑制を行なう。
【０００８】
〈構成３〉
構成１に記載の映像信号伝送システムにおいて、送信側ルータは、上記映像信号のパケットを、時間軸上で前方あるいは後方に平均的に分散させて、ＩＰネットワークに向けて出力するパケットシェーピング機能部を備えることを特徴とする映像信号伝送システム。
【０００９】
送信側端末装置のパケットシェーピング機能部は、送信側ルータの負荷を軽減し、送信側ルータのパケットシェーピング機能部は、ＩＰネットワーク中の中継用ルータの負荷を軽減する。こうした２重化処理により、複数チャンネルの同時送信も可能になる。
【００１０】
〈構成４〉
構成１乃至３のいずれかに記載のＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システムにおいて、上記受信側ルータは、上記パケット廃棄を禁止する情報が付加された映像信号のパケット廃棄処理を抑制する、パケット廃棄制御機能部と、上記修復情報を利用して、上記映像信号のパケットを修復して復元するフォワードエラーコレクション機能部とを備え、上記受信側端末装置は、上記受信されたパケットのジッタ補正をするクロックリカバリ機能部を備えたことを特徴とするＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システム。
【００１１】
受信側端末装置から受信側ルータに、フォワードエラーコレクション機能部を移してもよい。
【００１２】
〈構成５〉
構成１乃至３のいずれかに記載のＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システムにおいて、上記受信側ルータは、上記パケット廃棄を禁止する情報が付加された映像信号のパケット廃棄処理を抑制する、パケット廃棄制御機能部と、上記修復情報を利用して、上記映像信号のパケットを修復して復元するフォワードエラーコレクション機能部と、上記受信されたパケットのジッタ補正をするクロックリカバリ機能部を備えたことを特徴とするＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システム。
【００１３】
受信側ルータに、受信したパケットを補償する全ての機能を集中させた。
【００１４】
〈構成６〉
構成１乃至５のいずれかに記載のＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システムにおいて、送信側ルータには、複数チャンネルの映像信号が入力し、送信側ルータのパケットシェーピング機能部は、上記各チャンネルのパケットを一括して時間軸上で前方あるいは後方に平均的に分散させることを特徴とするＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システム。
【００１５】
複数チャンネルの映像信号を一挙にＩＰネットワークに送出する場合には、上記の機能が特に有効に作用する。
【００１６】
〈構成７〉
伝送されるべき特定の映像信号を出力する送信側端末装置と、この送信側端末装置に接続されて、上記映像信号をこの送信側端末装置からＩＰネットワーク上に送出する送信側ルータと、上記ＩＰネットワークを通じて上記送信側ルータから送出された上記映像信号を受信する受信側ルータと、この受信側ルータに接続されて上記映像信号を受け入れる受信側端末装置とを備え、上記送信側端末装置は、上記特定の映像信号をパケット化するパケット化部と、上記パケット部と共働して、受信側で映像信号のパケットを修復して復元するために必要な、修復情報を付加したパケットを生成する修復情報付加機能部と、上記映像信号のパケットを、時間軸上で前方あるいは後方に平均的に分散させて、送信側ルータに向けて出力するパケットシェーピング機能部と、パケット廃棄を禁止する情報を上記映像信号のパケットに付加する廃棄禁止情報付加機能部を備え、上記送信側ルータ及び受信側ルータは、上記パケット廃棄を禁止する情報が付加された映像信号のパケット廃棄処理を抑制する、パケット廃棄制御機能部を備え、上記受信側端末装置は、上記修復情報を使用して、上記映像信号のパケットを修復して復元するフォワードエラーコレクション機能部と、受信されたパケットのジッタ補正をするクロックリカバリ機能部を備えたことを特徴とするＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システム。
【００１７】
送信側端末装置に、廃棄禁止情報付加機能部を設けて、送信側ルータでも、パケット廃棄制御をする。従って、送信側ルータでトラフィックが集中しても、パケット廃棄を抑制できる。
【００１８】
〈構成８〉
伝送されるべき特定の映像信号を出力する送信側端末装置と、この送信側端末装置に接続されて、上記映像信号をこの送信側端末装置からＩＰネットワーク上に送出する送信側ルータと、上記ＩＰネットワークを通じて上記送信側ルータから送出された上記映像信号を受信する受信側ルータと、この受信側ルータに接続されて上記映像信号を受け入れる受信側端末装置とを備え、上記送信側端末装置は、上記特定の映像信号をパケット化するパケット化部と、上記パケット部と共働して、受信側で映像信号のパケットを修復して復元するために必要な、修復情報を付加したパケットを生成する修復情報付加機能部と、上記映像信号のパケットを、時間軸上で前方あるいは後方に平均的に分散させて、送信側ルータに向けて出力するパケットシェーピング機能部とを備え、上記送信側端末装置もしくは他の任意の端末装置には、伝送品質を保証する特定の映像信号のパケットを識別するための識別情報を、ネットワーク上の特定のルータに送信する機能を持つルータ制御部を設け、上記送信側ルータと受信側ルータを含む該当するルータは、上記識別情報を保持する識別情報保持部と、この識別情報を利用して、受信した全てのパケットに対して、廃棄禁止の対象かどうかを判断して、該当するパケットについて、パケット廃棄処理を抑制する、パケット廃棄制御機能部を備え、上記受信側端末装置は、上記修復情報を使用して、上記映像信号のパケットを修復して復元するフォワードエラーコレクション機能部と、受信されたパケットのジッタ補正をするクロックリカバリ機能部を備えたことを特徴とするＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システム。
【００１９】
予めネットワーク上の特定のルータに、伝送品質を保証する特定の映像信号のパケットを識別するための識別情報を送信しておけば、送信側で廃棄禁止情報を付加しなくてもよい。
【００２０】
〈構成９〉
伝送されるべき特定の映像信号を出力する送信側端末装置から、送信側ルータを通じて、上記映像信号をＩＰネットワーク上に送出し、当該映像信号を受信側ルータを通じて受信側端末装置で受信するシステムにおいて、上記送信側で、上記特定の映像信号をパケット化し、受信側で映像信号のパケットを修復して復元するために必要な、修復情報を付加したパケットを生成するとともに、上記映像信号のパケットを、時間軸上で前方あるいは後方に平均的に分散させるパケットシェーピング処理と、パケット廃棄を禁止する情報を上記映像信号のパケットに付加する廃棄禁止情報付加処理とを実行し、上記受信側で、上記パケット廃棄を禁止する情報が付加された映像信号のパケット廃棄処理を抑制し、上記修復情報を利用して、上記映像信号のパケットを修復して復元するフォワードエラーコレクション処理と、受信された映像信号のジッタ補正をするクロックリカバリ処理とを実行することを特徴とするＩＰネットワークを使用した映像信号伝送方法。
【００２１】
上記のシステムを実現する方法の発明である。
【００２２】
〈構成１０〉
構成１乃至８のいずれかに記載の映像信号伝送システムにおいて、映像信号の送信開始から送信終了までの間、受信側端末装置から送信側端末装置に対して、所定時間間隔で、軽負荷通信を実行する機能を持つ発信制御部と、当該発信制御部の発信間隔を設定する発信間隔設定部とを、上記受信側端末装置に設けたことを特徴とする映像信号伝送システム。
【００２３】
所定時間間隔で上り方向の軽負荷通信を実行することで、ルータのルーティングテーブルから上り経路情報が削除されるのを防止することができる。
【００２４】
〈構成１１〉
構成１０に記載の映像信号伝送システムにおいて、上記発信制御部は、ネットワーク上のルータに設けられたルーティングテーブル上の、受信側端末装置から送信側端末装置方向の経路情報が削除される以前に、送信側端末装置に対してＰＩＮＧを発信するように、所定時間以下の間隔で発信動作をするよう制御されることを特徴とする映像信号伝送システム。
【００２５】
ＰＩＮＧは軽負荷通信用として最適である。ルーティングテーブル上の、受信側端末装置から送信側端末装置方向の経路情報が削除される以前にＰＩＮＧを発信すればよい。
【００２６】
〈構成１２〉
構成９乃至１０のいずれかに記載の映像信号伝送方法において、送信側端末装置から受信側端末装置に対する映像信号の送信開始から送信終了までの間、受信側端末装置から送信側端末装置に対して、所定時間間隔で、軽負荷通信を実行することを特徴とする映像信号伝送方法。
【００２７】
〈構成１３〉
構成１２に記載の映像信号伝送方法において、上記映像信号を伝送するためのネットワーク中の、ルータに設けられたルーティングテーブル上の、受信側端末装置から送信側端末装置方向の経路情報が削除される以前に、上記受信側端末装置から送信側端末装置に対して、所定時間以下の間隔でＰＩＮＧを発信するように制御することを特徴とする映像信号伝送方法。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。
【００２９】
本発明では、既存のＭＰＬＳのような（完全）帯域保証型サービスや、ベストエフォート型サービスとは異なる手段により、例えば、帯域１００Ｍｂｐｓ（Bit Per Second）のインターネット接続サービスを提供しながら、特定の映像信号、例えば、高画質の映像信号のリアルタイム伝送については、最低限の要求である帯域２０Ｍｂｐｓを保証する映像信号伝送サービスの提供が可能になる。これを実現するために、送信側端末装置、送信側ルータ、受信側ルータ及び受信側端末装置に、下記のような機能を持つものを使用し、適切なＩＰネットワークを選定する。
【実施例１】
【００３０】
図１は、本発明のＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システム実施例を示すブロック図である。
この実施例では、例えば、送信側端末装置６、８を設けて、これらを送信側ルータ７に接続している。送信側端末装置８には、２台のデジタルビデオカメラ３、４が接続されている。送信側端末装置６には、デジタルビデオカメラ５が接続されている。送信側端末装置６や８は、後で説明するパケット化処理と、修復情報付加処理とパケットシェーピング処理を実行する機能を持つ装置である。デジタルビデオカメラ３〜５の出力信号は、送信側端末装置６や８において圧縮処理され、パケット化されて、送信側ルータ７に向けて出力される。送信側ルータ７は、ＩＰネットワーク１に接続されており、送信側端末装置６や８の出力する映像信号を、ＩＰネットワーク１を通じて受信側端末装置１２に送信する。
【００３１】
ＩＰネットワーク１には受信側ルータ１１が接続されている。この受信側ルータ１１は、受信側の信号制御に使用されている。受信側端末装置１２は、受信側ルータ１１を介して、ＩＰネットワーク１から映像信号を受信する。受信側端末装置１２は、パーソナルコンピュータやワークステーションなどからなる。受信側端末装置１２のモニタ画面１４には、デジタルビデオカメラ３〜５により撮影された画像が映し出されている。その内、例えば、１つの画像を選択し、液晶プロジェクタ１３に供給して、その画像をスクリーンなどで見ることができるようにシステム構成がされている。即ち、このようなシステム構成により、何台かのカメラで撮影された画像がリアルタイムで、受信側端末装置１２でモニタできる。もちろん、送信側と受信側とに同様の機能を持つ装置を接続することで双方向の映像信号送受信が可能になる。
【００３２】
図２は、図１に示すシステムをブロック図にして示したものである。
送信側端末装置８には、パケット化部２３と、修復情報付加機能部２４と、パケットシェーピング機能部２５とが設けられている。この図では、送信側端末装置８のみを、詳細にブロック図で表示したが、送信側端末装置６も同様の機能ブロックを備えているものとする。また、送信側ルータ７と受信側ルータ１１には、同一の構成のものを使用した。これにより、双方向に同様品質の映像信号送受信が可能になる。また、以下の説明では一方向の信号送信にのみ着目をするので、そのとき不要な機能部は破線の枠で示した。
【００３３】
送信側端末装置８には、デジタルビデオカメラやその他の映像機器から、圧縮あるいは非圧縮形式の映像信号が入力する。この映像信号には音声信号も含まれていて構わない。送信側端末装置８のパケット化部２３は、その映像信号をＩＰネットワーク１に送信するためにパケット化する。このパケット化の際に、修復情報付加機能部２４は、受信側で映像信号のパケットを修復して復元するために必要な、修復情報を付加する。修復情報は、例えば、パリティチェック用のビット等である。これは、受信側のフォワードエラーコレクション機能部２８で使用される。従って、受信側のフォワードエラーコレクション機能部２８の処理に適した修復情報を付与する。
【００３４】
さらに、例えば、複数のデジタルビデオカメラから送信側端末装置８に集まってきたパケット全体を送信側ルータ７に平均化して送出するパケットシェーピング機能部２５が設けられている。送信側ルータ７には、パケット廃棄を禁止する情報を映像信号のパケットに付加する廃棄禁止情報付加機能部２６と、パケット廃棄を禁止する情報が付加された映像信号のパケット廃棄処理を抑制する、パケット廃棄制御機能部２７の両方が設けられている。
【００３５】
なお、パケットシェーピングの機能部は後で説明するように、送信側ルータ７に設けられていてもよい。また、ＩＰネットワーク１はインターネットであって、その構成は任意である。インターネット接続環境を提供する通信事業者により、特定の区間だけは中継用ルータの機種を限定できる場合がある。このときは、これら全ての中継用ルータに、パケット廃棄を禁止する情報が付加された映像信号のパケット廃棄処理を抑制する、パケット廃棄制御機能部が設けられているとよい。
【００３６】
受信側ルータ１１には、パケット廃棄を禁止する情報が付加された映像信号のパケット廃棄処理を抑制する、パケット廃棄制御機能部２７が設けられている。また、受信側端末装置１２には、ＩＰネットワーク１側で発生したパケットのジッタを吸収するために、メモリ９が設けられている。さらに、映像信号のパケットを修復して復元するフォワードエラーコレクション機能部２８と、映像信号のジッタ補正をするクロックリカバリ機能部２９とが設けられている。
【００３７】
［送信側端末装置］
本発明では、ＩＰネットワーク１を利用して、例えば、デジタルハイビジョン非圧縮映像信号（ＨＤ−ＳＤＩ）のベースバンド信号を圧縮して得た、圧縮映像信号（DVB-ASI, MPEG2, MPEG4等）を送信することを可能にする。このような信号を一挙にＩＰネットワーク１に送り込むと、トラフィックの増大を招きやすく、ＩＰネットワーク１上の中継点や受信側ルータ１１において、パケット廃棄の対象になりやすい。複数台のデジタルビデオカメラの撮影した映像信号を一挙にパケット化すると、トラフィックの集中を招きやすい。そこで、この図の例では、送信側端末装置８に、バースト信号を時間軸上で前方あるいは後方に平均的に分散させるパケットシェーピング機能部２５を設けた。
【００３８】
さらに、パケットシェーピング処理によって、複数の映像信号をＩＰネットワーク１に送出する際に、各映像ストリームを均等に送出するので、各映像間の品質を均等にする効果もある。しかも、均等なタイミングで均等な映像信号をＩＰネットワーク１に送出するので、受信側ルータ１１で受信される映像信号のジッタ（到達時間の揺らぎ）を抑制・防止することもできる。なお、後で図３や図４を用いて説明するように、送信側端末装置と送信側のルータの両方にパケットシェーピング機能部を設けると、二重化により一層効果的である。こうして、ネットワーク内の、従来型、つまりベストエフォート型ルータへの負担を軽減し、伝送信号の高品質化を図ることができる。なお、実施例では映像信号のみの伝送について説明をするが、実際には映像信号の他に、音声信号や各種の制御信号等が混在した信号について、その伝送品質の向上を図る。
【００３９】
図３（ａ）は、送信側ルータ７から送信される映像信号の内容説明図である。
送信側端末装置８のパケットシェーピング機能部２５は、図３（ａ）に示すように、パケット化部２３で生成した映像信号のパケット群５１をパケット群５２のように平均化して、ＩＰネットワーク１上の図示しない中継ルータや受信側ルータ１１の負担を軽減する。特に、図の実施例のように送信側端末装置が数台あって、複数チャンネルの映像信号を送信側ルータ７に送り込む場合には、各チャンネルのパケットを一括して時間軸上で前方あるいは後方に平均的に分散させるパケットシェーピング処理を実行する。
【００４０】
［パケット廃棄］
送信側ルータ７から送信された映像信号は、ＩＰネットワーク１を経由して受信側ルータ１１に転送される。この受信側ルータ１１においてトラフィックが増大すると、到着したパケットの廃棄が行われる。送信側ルータ７から複数のチャンネルの映像信号を含む高トラフィックの信号が伝送されると、受信側ルータ１１において他の信号と同時に受信されたような場合に、トラフィックが限界を越えるおそれがある。例えば、デジタルハイビジョン映像信号を送信する場合に、受信側ルータ１１で一定量以上のパケット廃棄が行われると、信号の誤り訂正が不可能になり、画質劣化を招く。そこで、受信側ルータ１１に、指定されたパケットについては、トラフィック増大時の廃棄を禁止するか、あるいは最小限にする機能を持たせる。
【００４１】
［送信側、受信側ルータ］
図３（ｂ）は廃棄禁止情報を含むパケットの説明図である。
パケット廃棄を禁止するために、図２に示した送信側ルータ７の廃棄禁止情報付加機能部２６は、送信側において、パケット廃棄を禁止する情報をパケットに付加する。図３（ｂ）において、パケットにはヘッダ部６３とデータ部５４がある。このヘッダ部６３に廃棄防止フラグ６５を含める。受信側ルータ１１のパケット廃棄制御機能部２７は、この廃棄防止フラグ６５を識別して、廃棄を禁止されたパケットを認識し、トラフィックが増大した時も、他のパケットを優先的に廃棄対象とする。なお、たとえパケット廃棄を禁止したとしても、ルータの能力の限界を越えるとパケット廃棄が発生する。このときは、パケット廃棄を可能な限り最小限に抑制するように動作すればよい。なお、ＩＰネットワーク中にある中継ルータにも、同様の機能を持つものが含まれている場合は、ＩＰネットワーク上においてパケット廃棄が最小限に抑制される。また、特定のＩＰアドレスから送信された信号や、特定の接続ポート番号から送信された信号は、パケット廃棄を禁止された信号であるという情報を、中継ルータや受信側ルータに登録しておくとよい。
【００４２】
また、所定の映像信号を構成するパケットに対して、一括してその廃棄を禁止することもできる。このときは、その映像信号を特定するために、その映像信号の送信元アドレスと受信先アドレスとを、受信側ルータ１１に予め通知しておく。図３（ｂ）に示したパケットのヘッダ部６３には、送信元アドレスと受信先アドレスを示す情報が含まれている。受信側ルータ１１のパケット廃棄制御機能部２７は、予め通知された送信元アドレスと受信先アドレスが一致したパケットについて、その廃棄を抑制する。
【００４３】
［受信側端末装置］
上記のように、パケットシェーピング処理により、ＩＰネットワーク上でのパケット廃棄を防止し、パケットに廃棄禁止情報を付加することで受信側ルータにおけるパケット廃棄を防止した。しかしながら、こうしたとしても、ＩＰネットワーク内で発生するネットワーク側のジッタやパケットロスやパケットリオーダー等を皆無にすることは困難である。そこで、受信側ルータ１１や受信側端末装置１２に、ＩＰネットワーク内で発生するジッタを吸収する機能部やパケットロス等を補償して受信した映像信号の品質を高めるための復元装置を設けた。
【００４４】
図２の実施例では、送信側端末装置８に修復情報付加機能部２４を設けるとともに、受信側端末装置１２に、フォワードエラーコレクション機能部２８とクロックリカバリ機能部２９を設けた。フォワードエラーコレクション機能部２８は、所定量のパケットを受信して、それをメモリ９に一時記憶させ、送信側端末装置８で付加された修復情報を利用して、直前に受信したパケットを修復したり、受信できなかったパケットを補充して、データを復元する。
【００４５】
クロックリカバリ機能部２９は、パケット到着タイミングの揺らぎ補正をする。即ち、受信バッファ（メモリ９）へ取り込んだパケットを基準クロックの制御により正常なタイミングで後続回路に転送する。送信側ルータ７において、パケットシェーピング処理をしておくことで、受信側におけるジッタ補正効果が高まる。一般のインターネットでは、ジッタが数十ミリ秒程度になることも避けられない。一方、映像信号の伝送で、画像品質を一定以上に確保するには、例えばＭＰＥＧ２圧縮映像伝送では、ＰＣＲジッタを５００ナノ秒以内に抑えることが要求される。上記の受信側端末装置では、クロックリカバリ機能により、ＰＣＲジッタを５００ナノ秒以内におさめることができた。
【００４６】
なお、上記の実施例において、送信側パケット化部２３、修復情報付加機能部２４、パケットシェーピング機能部２５、廃棄禁止情報付加機能部２６、パケット廃棄制御機能部２７、フォワードエラーコレクション機能部２８およびクロックリカバリ機能部２９とは、いずれも、ハードウエアで構成してもよいし、ソフトウエアモジュールで構成してもよい。また、これらは、それぞれ独立に装置の各所に組み込むことができる。以下、その実施例を説明する。
【実施例２】
【００４７】
図４は、送信側端末装置１０と送信側ルータ１７の両方にパケットシェーピング機能部を設けた場合の例を示すブロック図である。
この図の例では、送信側ルータ１７に、１台の送信側端末装置１０が接続されている。送信側端末装置１０は、図２に示したものと同様の機能部を備えている。この例のように、送信側ルータ１７には、送信側端末装置１０のそれと全く同様の機能を持つパケットシェーピング機能部３１を設ける。例えば、複数台の送信側端末装置から複数チャンネルの映像信号が送信側ルータ１７に入力するとき、各送信側端末装置でそれぞれパケットシェーピング処理をするので、送信側ルータ１７の負荷を軽減できる。その後、送信側ルータ１７でも、パケットシェーピング処理をすることで、平均的に分散させたパケットをＩＰネットワークに向けて出力するので、ＩＰネットワーク１中のルータの負荷軽減を図ることができる。
【実施例３】
【００４８】
図５は、受信側の構成を変更した実施例を示すブロック図である。
この図の実施例では、送信側の構成は図３と変わらない。一方、受信側ルータ２１には、パケット廃棄制御機能部２７と、フォワードエラーコレクション機能部３２と、クロックリカバリ機能部３３が設けられている。このように、上記の受信信号の補償機能全てを受信側ルータ２１に設けるようにしても構わない。受信側ルータ２１に接続される受信側端末装置が複数台あるような場合でも、特別の機能を持たない受信側端末装置を任意の台数接続できる。
【００４９】
なお、送信側ルータ１７は、パケット廃棄を禁止する情報を映像信号のパケットに付加する廃棄禁止情報付加機能部２６と、パケット廃棄を禁止する情報が付加された映像信号のパケット廃棄処理を抑制するパケット廃棄制御機能部２７の両方を備える。従って、送信側ルータ１７は、自ら付けた廃棄禁止情報により自分のパケット廃棄制御機能部２７をも律するように動作することができる。送信側ルータ１７が図の送信側端末装置１０以外の端末装置から各種の信号を受け入れる場合に、伝送品質の保証を要求される特定のパケットを区別して廃棄禁止情報を付加するには、例えば、次のような制御がされる。
【００５０】
送信側端末装置１０は、伝送品質を保証する映像信号を送信側ルータ１７に送信するとき、予め、廃棄禁止情報の付加を要求する命令を送信側ルータ１７に送信しておく。その命令は、例えば、送信元アドレスと受信先アドレスとパケットの優先度が最大であることを示す情報である。送信側ルータ１７は、その命令を受信すると、送信元アドレスと受信先アドレスとを監視して、該当するパケットに、廃棄禁止情報を付加する。廃棄禁止情報が付加されたパケットは、その後、ネットワーク上の該当する機能を持つルータにおいて、廃棄抑制制御の対象になる。もちろん、その送信側ルータ１７のパケット廃棄制御機能部においても、同様である。
【実施例４】
【００５１】
図６（ａ）は、送信端末装置の別の実施例を示すブロック図である。
図２において、送信側ルータ７には、伝送品質を保証しなければならない特定の映像信号のほかに、他のネットワーク制御信号、一般のデータ通信用信号、ＩＰ電話信号なども入力することがある。従って、送信側ルータ７でトラフィックが集中し、パケット廃棄が行われることがある。このときは、送信側ルータ７のパケット廃棄制御機能部２７が、上記の特定の映像信号用パケットについて、廃棄抑制制御をしなければ、上記のシステムの目的を達成できない。そこで、これを解決するために、図６のように、廃棄禁止情報付加機能部２６を送信側端末装置２０に設けるとよい。
【００５２】
図６（ｂ）は、送信端末装置のさらに別の実施例を示すブロック図である。
上記の実施例において、パケット廃棄を禁止する情報が全てのパケットに付加されていれば、該当するパケットは無条件に廃棄抑制の対象になる。このほかに、特定のパケットの廃棄を禁止する情報を、指定したルータに送信する方法もある。これを実現するには、図のように、ネットワークに接続された任意の端末装置に、ルータ制御部４１を設ける。に韻の端末装置というのは、既に説明をした送信側端末装置１０や２０であってもよいし、全く別の、ネットワーク管理者よう端末装置であってもよい。
【００５３】
ルータ制御部４１には、伝送品質を保証する特定の映像信号のパケットを識別するための識別情報４２と、そのパケットの廃棄を禁止する旨の廃棄禁止設定情報４３を、ネットワーク上の特定のルータ４４に送信する機能を設けるとよい。識別情報４２は、特定のパケットを他のパケットと区別する情報で、例えば、特定のパケットの送信元アドレスと受信先アドレスを示す情報である。廃棄禁止設定情報４３は、その識別情報４２が、パケット廃棄を禁止されたパケットを識別する情報であることを、ルータに通知するための情報である。
【００５４】
特定のルータ４４とは、上記特定の映像信号の伝送に関与する予定のルータであって、何台でも構わない。ルータ制御部４１は、特定の映像信号送信以前に、識別情報４２と廃棄禁止設定情報４３とを、これらのルータ４４に送信する。ルータ４４には、それぞれ、識別情報４２保持する識別情報保持部４５が設けられている。パケット廃棄制御機能部２７は、識別情報４２と廃棄禁止設定情報４３を受信して、その識別情報４２が、パケット廃棄を禁止されたパケットを識別する情報であると判定し、該当する識別情報保持部４５に識別情報４２を保存する。その後は、識別情報４２を利用して、受信した全てのパケットに対して、廃棄禁止の対象かどうかを判断し、既に説明したとおりの処理を実行する。こうして、ネットワーク上の任意のルータに対して、パケット廃棄の抑制を指示することができる。
【実施例５】
【００５５】
図７は、実施例５のシステムの具体例ブロック図である。
図のシステムは、送信側端末装置１０と送信側ルータ７と受信側ルータ１１と受信側端末装置１２を備える。送信側ルータ７と受信側ルータ１１とはＩＰネットワーク１を介して接続されている。システムの全体構成は、既に説明をしたものと同様である。また、送信側端末装置１０、送信側ルータ７、受信側ルータ１１、受信側端末装置１２の基本構成も既に説明したいずれかの実施例のものでよい。
【００５６】
なお、この図には、この実施例で新たに追加した機能ブロックを重点的に記載した。即ち、送信側端末装置１０はパケット化部２３と送信制御部６１を備える。送信制御部６１は、例えば、他の実施例で説明したパケットの修復、廃棄禁止、シェーピング等の機能をもつ。また、送信側ルータ７はルーティングテーブル６２を備える。受信側ルータ１１はルーティングテーブル５３を備える。受信側端末装置１２はＰＩＮＧ発信制御部６４と発信間隔設定部５５と受信制御部６６とを備えている。
【００５７】
即ち、この実施例の送信側端末装置１０と送信側ルータ７と受信側ルータ１１とは、これまでの実施例のものと変わらない。ルーティングテーブル６２やルーティングテーブル５３は従来のルータにも使用されていたものである。一方、受信側端末装置１２には、新たにＰＩＮＧ発信制御部６４が設けられた。ＰＩＮＧ発信制御部６４は、５５により設定された一定の時間間隔で受信側ルータ１１に対して、即ち、上り方向にＰＩＮＧを発信する機能を持つ。
【００５８】
ＩＰネットワークにおいて、パケットの転送を制御するのは、ルータ７や１１である。これらのルータにはルーティングテーブル６２，５３が設けられている。ルーティングテーブルには、通信中のデータ送信元とデータ転送先のアドレスを対応付けた、経路情報が登録されている。この発明のシステムでは、画像情報を送信側端末装置１０から受信側端末装置１２に転送する。
【００５９】
送信側端末装置１０と受信側端末装置１２との間で通信を開始すると、所定の通信プロトコルが実行され、送信側ルータ７のルーティングテーブル６２と受信側ルータ１１のルーティングテーブル５３には、該当する上り方向と下り方向の経路情報が登録される。ルータ７、１１は、このルーティングテーブル６２、５３を参照しながらデータの転送制御をする。即ち、パケットヘッダに含まれるデータ送信元アドレスによりルーティングテーブル６２、５３を参照して、データ転送先を決定して、そのパケットを転送する。
【００６０】
ルーティングテーブル６２、５３に無い通信経路の通信要求がくると、ルータ７、１１は、所定の処理を実行して経路情報を生成し、ルーティングテーブル６２、５３の書き換えをする。ルーティングテーブル６２、５３に登録する経路情報量には上限があり、新たな経路情報を登録するときは、最も古く使用された経路情報を削除する。
【００６１】
従って、一度経路情報が登録されて通信を開始しても、長時間通信を停止していると、ルーティングテーブル６２、５３から経路情報が削除されてしまい、通信を再開したときに改めてルーティングテーブル６２、５３に経路情報が登録されることになる。
【００６２】
この発明のシステムは、大量の画像情報を、送信側端末装置１０から受信側端末装置１２に対して、ＩＰネットワークを利用して高速転送する。このとき、送信側端末装置１０から受信側端末装置１２に向かう下り方向のデータ転送処理が、長時間連続して実行される。従って、その間に、上り方向の経路情報が消去されてしまうことがある。あるタイミングで送信側端末装置１０から受信側端末装置１２に対して所定の情報を送信したとき、ルーティングテーブル６２やルーティングテーブル５３に上り方向の経路情報が無いと、ルーティングテーブル書き換え処理が実行されて、改めて上り方向の経路情報が登録される。
【００６３】
しかしながら、ルーティングテーブル６２、５３の書き換え処理が発生すると、ルータ７、１１の処理能力がそれだけ制限される。故に、例えば、トラフィックが増大したときにルーティングテーブル書き換え処理が実行されると、下り方向の画像転送処理でパケットロスが発生して画質の劣化を招くおそれがある。これでは、本発明の初期の目的を達成できない。
【００６４】
上記のように、通信の開始時には上り方向と下り方向の経路情報がルータ７、１１のルーティングテーブル６２、５３に登録される。また、下り方向の経路情報は、高密度で画像データ転送が行われる関係で、通信の終了まで、ルーティングテーブル６２、５３から削除されるおそれはない。一方、上り方向の通信は不定期であるから、上り方向の経路情報が削除される率が高い。そこで、この通信が開始された後、通信の終了まで、受信側端末装置１２から送信側端末装置１０に対して、所定の周期でＰＩＮＧ（Packet INternet Groper）を送信するプログラムを動作させる。この処理をＰＩＮＧ発信制御部６４が実行する。所定の間隔は発信間隔設定部５５で最適値に設定する。もちろん、ＰＩＮＧでなくても、受信端末から送信端末に対して所定の軽負荷通信が定期的に実行されて、ルーティングテーブル６２、５３から削除されるのを防止すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明のＩＰネットワークを使用した映像信号伝送システム実施例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すシステムをブロック図にして示したものである。
【図３】パケットシェーピング処理と廃棄禁止処理の内容説明図である。
【図４】送信側端末装置１０と送信側ルータ１７の両方にパケットシェーピング機能部を設けた場合の例を示すブロック図である。
【図５】受信側の構成を変更した実施例を示すブロック図である。
【図６】（ａ）は、送信端末装置の別の実施例、（ｂ）は、送信端末装置のさらに別の実施例を示すブロック図である。
【図７】実施例５のシステムの具体例ブロック図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  ＩＰネットワーク
３、４  ＩＰカメラ（送信側端末装置）
５  デジタルビデオカメラ
７  送信側ルータ
１０  送信側端末装置
１１  受信側ルータ
１２  受信側端末装置
１３  液晶プロジェクタ
１４  モニタ画面
【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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