(57)【要約】【課題】一定の無線伝送速度で映像伝送を行う場合に、無線伝送路の品質が低下したとしても映像伝送を継続させる。【解決手段】映像送信装置３の冗長度／圧縮レート算出部１４は、映像信号及び音声信号の所定サイズのデータに対する圧縮データパケット及び冗長データパケットの合計量が一定になるように、受信レート、再送レート、及び予め設定された設定値（送信レート、目標受信ロス率、最大冗長度、最小冗長度）に基づいて、冗長度及び圧縮レートを算出する。圧縮符号化部１１は、算出された圧縮レートに従い、映像信号及び音声信号の圧縮符号化を行って圧縮データパケットを生成する。冗長パケット生成部１３は、算出された冗長度に従って、圧縮データパケットに対する冗長データパケットを生成する。ＩＰパケット送信部１７は、圧縮データパケット及び冗長データパケットを送信する。【選択図】図２
2016119557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像及び音声信号のデータを圧縮符号化して圧縮データパケットを生成し、前記圧縮データパケットに対する冗長データパケットを生成し、前記圧縮データパケット及び冗長データパケットを、予め設定された一定の無線伝送速度にて伝送可能な無線伝送路を介して送信する映像送信装置において、
冗長度及び圧縮レートを算出する冗長度／圧縮レート算出部と、
前記冗長度／圧縮レート算出部により算出された圧縮レートにて、前記映像及び音声信号の所定サイズのデータを圧縮符号化し、圧縮データパケットを生成する圧縮符号化部と、
前記冗長度／圧縮レート算出部により算出された冗長度にて、前記圧縮符号化部により生成された圧縮データパケットに対する冗長データパケットを生成する冗長パケット生成部と、
前記圧縮符号化部により生成された圧縮データパケット及び前記冗長パケット生成部により生成された冗長データパケットを、前記無線伝送速度以下の速度にて送信するパケット送信部と、を備え、
前記冗長度／圧縮レート算出部は、
前記映像及び音声信号の所定サイズのデータに対する圧縮データパケット及び冗長データパケットの合計量が一定になるように、前記無線伝送路の品質が低下した場合、前記冗長度を上げると共に前記圧縮レートを下げ、前記無線伝送路の品質が向上した場合、前記冗長度を下げると共に前記圧縮レートを上げる、ことを特徴とする映像送信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の映像送信装置において、
さらに、前記圧縮データパケット及び冗長データパケットを受信する映像受信装置により算出された受信レート、並びに前記圧縮データパケット及び冗長データパケットの再送要求を、前記映像受信装置から受信するパケット受信部と、
前記パケット受信部により受信された再送要求に基づいて、再送レートを算出する再送レート算出部と、を備え、
前記冗長度／圧縮レート算出部は、
前記パケット受信部により受信された受信レート及び予め設定された送信レートに基づいて、受信ロス率を算出し、前記受信ロス率及び予め設定された目標受信ロス率に基づいて、前記冗長度を算出し、前記冗長度、前記再送レート算出部により算出された再送レート、並びに予め設定された送信レートに基づいて、前記圧縮レートを算出する、ことを特徴とする映像送信装置。
【請求項３】
請求項２に記載の映像送信装置において、
前記冗長度／圧縮レート算出部は、
さらに、前記算出した冗長度が予め設定された最大冗長度よりも大きい場合、前記最大冗長度を前記冗長度に設定し、前記算出した冗長度が予め設定された最小冗長度よりも小さい場合、前記最小冗長度を前記冗長度に設定する、ことを特徴とする映像送信装置。
【請求項４】
コンピュータを、請求項１から３までのいずれか一項に記載の映像送信装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像等のデータを、伝送路を介して送信する映像送信装置及びプログラムに関し、特に、Ｃ／Ｎ等の物理的品質が変動し伝送帯域が保証されない伝送路を利用して送信する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｃ／Ｎ等の物理的品質が変動する伝送路を利用して映像等のデータを送信する場合、伝送可能な帯域が変動することから、伝送帯域は保証されない。このため、伝送路の品質が低下して伝送帯域が減少すると、伝送遅延及びパケットロスが発生し、映像のフリーズ、ブロックノイズ等の伝送エラーが発生する。
【０００３】
このような伝送エラーの発生を回避するために、様々な手法が提案されている。例えば、無線ＬＡＮの伝送路を利用して映像を伝送する際に、無線ＬＡＮ装置から無線伝送速度を取得して伝送帯域を算出し、実際の映像伝送がこの伝送帯域内に収まるように、映像を圧縮するエンコードレートを制御する手法が知られている（特許文献１を参照）。これにより、無線ＬＡＮの伝送路の品質が低下した場合には、エンコードレートが下がり映像伝送のデータ量が減少するから、伝送遅延及びパケットロスを抑制し、伝送エラーの発生を抑えることができる。
【０００４】
一方で、無線ＬＡＮ規格（ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準じた規格）では、無線の受信信号強度、受信Ｃ／Ｎ等の無線伝送路の品質に応じて無線伝送速度を変更することにより、誤りの少ないＩＰ伝送を実現する工夫がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２４９００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述の無線ＬＡＮ規格では、設定された最小の無線伝送速度でＩＰ伝送を行っている状況で、無線伝送路の品質が低下した場合には、無線伝送速度を下げることができない。このような状況では、パケットロスが生じて伝送エラーが発生してしまう。
【０００７】
また、無線伝送速度を１種類のみ選択可能な特殊な映像送信装置を用いた場合、または、無線ＬＡＮ規格を利用した装置ではあるが、無線伝送速度を切り替えずに１種類に固定して運用する映像送信装置を用いた場合にも、同様にパケットロスが生じて伝送エラーが発生してしまう。
【０００８】
また、一定の無線伝送速度（１種類の無線伝送速度）でＩＰ伝送を行う映像送信装置に前述の特許文献１の手法を適用した場合、無線ＬＡＮ装置から取得する無線伝送速度は１種類であるから変化しない。このため、映像を圧縮するエンコードレートを制御することができず、無線伝送路の品質の低下に伴ってパケットロスが発生し、受信映像が途切れてしまう。
【０００９】
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、一定の無線伝送速度で映像伝送を行う場合に、無線伝送路の品質が低下したとしても映像伝送を継続可能な映像送信装置及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明による映像送信装置は、映像及び音声信号のデータを圧縮符号化して圧縮データパケットを生成し、前記圧縮データパケットに対する冗長データパケットを生成し、前記圧縮データパケット及び冗長データパケットを、予め設定された一定の無線伝送速度にて伝送可能な無線伝送路を介して送信する映像送信装置において、冗長度及び圧縮レートを算出する冗長度／圧縮レート算出部と、前記冗長度／圧縮レート算出部により算出された圧縮レートにて、前記映像及び音声信号の所定サイズのデータを圧縮符号化し、圧縮データパケットを生成する圧縮符号化部と、前記冗長度／圧縮レート算出部により算出された冗長度にて、前記圧縮符号化部により生成された圧縮データパケットに対する冗長データパケットを生成する冗長パケット生成部と、前記圧縮符号化部により生成された圧縮データパケット及び前記冗長パケット生成部により生成された冗長データパケットを、前記無線伝送速度以下の速度にて送信するパケット送信部と、を備え、前記冗長度／圧縮レート算出部が、前記映像及び音声信号の所定サイズのデータに対する圧縮データパケット及び冗長データパケットの合計量が一定になるように、前記無線伝送路の品質が低下した場合、前記冗長度を上げると共に前記圧縮レートを下げ、前記無線伝送路の品質が向上した場合、前記冗長度を下げると共に前記圧縮レートを上げる、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明による映像送信装置は、さらに、前記圧縮データパケット及び冗長データパケットを受信する映像受信装置により算出された受信レート、並びに前記圧縮データパケット及び冗長データパケットの再送要求を、前記映像受信装置から受信するパケット受信部と、前記パケット受信部により受信された再送要求に基づいて、再送レートを算出する再送レート算出部と、を備え、前記冗長度／圧縮レート算出部が、前記パケット受信部により受信された受信レート及び予め設定された送信レートに基づいて、受信ロス率を算出し、前記受信ロス率及び予め設定された目標受信ロス率に基づいて、前記冗長度を算出し、前記冗長度、前記再送レート算出部により算出された再送レート、並びに予め設定された送信レートに基づいて、前記圧縮レートを算出する、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による映像送信装置は、前記冗長度／圧縮レート算出部が、さらに、前記算出した冗長度が予め設定された最大冗長度よりも大きい場合、前記最大冗長度を前記冗長度に設定し、前記算出した冗長度が予め設定された最小冗長度よりも小さい場合、前記最小冗長度を前記冗長度に設定する、ことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明によるプログラムは、コンピュータを、前記映像送信装置として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、一定の無線伝送速度で映像伝送を行う場合に、無線伝送路の品質に応じて、圧縮データ及び冗長データの合計量を一定にしながら両データの伝送比率を変更するようにした。具体的には、無線伝送路の品質が低下したときに、圧縮データを減らして冗長データを増やすようにしたから、受信側は、圧縮データの誤り訂正能力を向上させることができる。したがって、映像の途切れを低減することができ、映像伝送を継続させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態による映像送信装置を含む伝送システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態による映像送信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】冗長度／圧縮レート算出部による冗長度及び圧縮レート算出処理を示すフローチャートである。
【図４】冗長度／圧縮レート算出部による冗長度算出処理（ステップＳ３０３）の詳細を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態による映像送信装置の動作を説明する図である。
【図６】映像受信装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔伝送システム〕
まず、本発明の実施形態による映像送信装置を含む伝送システムについて説明する。図１は、その伝送システムの全体構成を示す概略図である。この伝送システム１は、ビデオカメラ２、映像送信装置３、ＩＰ無線伝送装置４，５、映像受信装置６及びビデオモニタ７を備えて構成される。
【００１７】
伝送システム１は、水中内（例えば海中内）でビデオカメラ２により撮影された映像及びビデオカメラ２に備えたマイク（図示せず）により収音された音声を、映像送信装置３及びＩＰ無線伝送装置４，５を介して映像受信装置６へ伝送し、水中外に設けられたビデオモニタ７にその映像を表示すると共に、ビデオモニタ７に備えたスピーカ（図示せず）からその音声を再生する。ビデオカメラ２、映像送信装置３、ＩＰ無線伝送装置４，５及び映像受信装置６は、水中内に移動可能に設けられている。
【００１８】
ビデオカメラ２（及びマイク）と映像送信装置３とは、ＳＤＩ（Serial Digital Interface：シリアルデジタルインタフェース）、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface：高精度マルチメディアインタフェース）等の規格に準じた有線のケーブルにより接続される。映像受信装置６とビデオモニタ７（及びスピーカ）との間も、同様の有線のケーブルにより接続される。映像送信装置３とＩＰ無線伝送装置４とは、ＬＡＮケーブルにより接続され、ＩＰ無線伝送装置５と映像受信装置６との間も同様である。また、ＩＰ無線伝送装置４とＩＰ無線伝送装置５とは、例えば可視光通信が行われるＩＰ無線伝送路により接続される。
【００１９】
映像送信装置３は、ビデオカメラ２により撮影された映像の信号を入力すると共に、マイクにより収音された音声の信号を入力し、映像信号及び音声信号を所定の圧縮レートにて圧縮符号化して圧縮データのＩＰパケットを生成し、所定の冗長度にて冗長データのＩＰパケットを生成し、これらのＩＰパケットを所定の送信レートにてＩＰ無線伝送装置４へ出力する。
【００２０】
ここで、映像送信装置３は、入力した映像信号及び音声信号の所定サイズのデータに対する圧縮データのＩＰパケット及び冗長データのＩＰパケットの合計量が一定になるように、ＩＰ無線伝送路の品質に応じた圧縮レート及び冗長度を算出する。そして、映像送信装置３は、この圧縮レートを用いて圧縮データのＩＰパケットを生成し、冗長度を用いて冗長データのＩＰパケットを生成する。
【００２１】
これにより、ＩＰ無線伝送路の品質に応じた伝送比率の圧縮データのＩＰパケット及び冗長データのＩＰパケットが生成される。ＩＰ無線伝送路の品質は、例えば、映像送信装置３からのＩＰパケットを受信した映像受信装置６により算出された受信レートの変化に基づいて判断される。受信レートが低下した場合はＩＰ無線伝送路の品質が低下したと判断し、圧縮レートを下げると共に冗長度を上げることで、圧縮データのＩＰパケットの量が減少し、冗長データのＩＰパケットの量が増加する。受信レートが上昇した場合はＩＰ無線伝送路の品質が向上したと判断し、圧縮レートを上げると共に冗長度を下げることで、圧縮データのＩＰパケットの量が増加し、冗長データのＩＰパケットの量が減少する。
【００２２】
ＩＰ無線伝送装置４は、映像送信装置３からＩＰパケットを入力し、電気信号のＩＰパケットを光信号のＩＰパケットに変換するために、可視光の搬送波を用いた変調処理を行う。そして、ＩＰ無線伝送装置４は、変調した光信号のＩＰパケットを、予め設定された一定の物理的な伝送速度（無線伝送速度）にて、ＩＰ無線伝送路を介してＩＰ無線伝送装置５へ送信する。
【００２３】
尚、映像送信装置３がＩＰパケットをＩＰ無線伝送装置４へ出力する際の所定の送信レートは、ＩＰ無線伝送路における一定の無線伝送速度以下であるとする。つまり、映像送信装置３により生成された圧縮データのＩＰパケット及び冗長データのＩＰパケットの合計は、予め設定された一定の無線伝送速度にて伝送可能なＩＰ無線伝送路において、無線伝送速度以下で送信される。
【００２４】
ＩＰ無線伝送装置５は、ＩＰ無線伝送装置４からＩＰ無線伝送路を介して光信号のＩＰパケットを、予め設定された一定の物理的な伝送速度（無線伝送速度）にて受信し、光信号のＩＰパケットを電気信号のＩＰパケットに変換するために、可視光の搬送波を用いた復調処理を行う。そして、ＩＰ無線伝送装置５は、復調したＩＰパケットを映像受信装置６へ出力する。
【００２５】
映像受信装置６は、ＩＰ無線伝送装置５からＩＰパケットを入力し、冗長データのＩＰパケットを用いて対応する圧縮データのＩＰパケットの誤り訂正を行い、誤り訂正後の圧縮データのＩＰパケットを復号して元の映像信号及び音声信号を復元する。そして、映像受信装置６は、復元した映像信号をビデオモニタ７に出力すると共に、復元した音声信号をスピーカに出力する。
【００２６】
これにより、映像受信装置６は、ＩＰ無線伝送路の品質に応じた伝送比率の圧縮データのＩＰパケット及び冗長データのＩＰパケットを受信し、誤り訂正を行うことができる。例えば、ＩＰ無線伝送路の品質が低下したときは、圧縮データのＩＰパケットの量が減少し、冗長データのＩＰパケットの量が増加するから、誤り訂正能力を向上させることができ、映像及び音声の途切れを低減させることができる。
【００２７】
したがって、水中でビデオカメラ２により撮影された映像がビデオモニタ７に表示され、マイクにより収音された音声がスピーカにて継続して再生される際に、ビデオモニタ７を見ているオペレータは、水中の映像及び音声を継続して観測することができる。
【００２８】
〔映像送信装置３〕
次に、図１に示した映像送信装置３について説明する。図２は、映像送信装置３の構成を示すブロック図である。この映像送信装置３は、圧縮符号化部１１、再送パケット生成部（再送パケット生成及び再送レート算出部）１２、冗長パケット生成部１３、冗長度／圧縮レート算出部１４、ＩＰパケット受信部１５、受信データ取り出し部１６及びＩＰパケット送信部１７を備えている。
【００２９】
映像送信装置３の圧縮符号化部１１は、ビデオカメラ２及びマイクから非圧縮の映像信号及び音声信号を入力すると共に、冗長度／圧縮レート算出部１４から圧縮レートを入力し、圧縮レートに従って映像信号及び音声信号のデータを圧縮符号化する。
【００３０】
圧縮符号化部１１は、圧縮符号化した映像データ及び音声データ（圧縮データ）にシーケンス番号を付加し、シーケンス番号を付加した圧縮データをＩＰパケット化し、圧縮データパケットを生成する。そして、圧縮符号化部１１は、生成した圧縮データパケットを再送パケット生成部１２、冗長パケット生成部１３及びＩＰパケット送信部１７に出力する。
【００３１】
圧縮符号化の方式としては、例えばＭＰＥＧ等の標準規格の方式が用いられる。また、シーケンス番号は、例えばＲＴＰ等の標準規格に従って付加される。
【００３２】
再送パケット生成部１２は、圧縮符号化部１１から圧縮データパケットを入力すると共に、受信データ取り出し部１６から再送要求シーケンス番号を入力し、入力した圧縮データパケットをバッファ（図示せず）に一時的に蓄積する。再送要求シーケンス番号は、映像受信装置６から再送が要求されたＩＰパケットのシーケンス番号を示す。
【００３３】
再送パケット生成部１２は、入力した再送要求シーケンス番号とバッファに蓄積された圧縮データパケットに含まれるシーケンス番号とを比較し、再送要求シーケンス番号とシーケンス番号とが同じ圧縮データパケットを特定し、特定した圧縮データパケットをバッファから読み出し、再送用の圧縮データパケットとして冗長パケット生成部１３に出力する。
【００３４】
また、再送パケット生成部１２は、入力した再送要求シーケンス番号に対応する再送データパケット（圧縮データパケット及び冗長データパケット）について、単位時間当たりのデータ量を算出し、その算出値を再送レートとして冗長度／圧縮レート算出部１４に出力する。つまり、再送パケット生成部１２は、単位時間当たりに入力した再送要求シーケンス番号に対応する再送データパケットのデータ量を算出し、その算出値を再送レートに設定する。
【００３５】
冗長パケット生成部１３は、圧縮符号化部１１から圧縮データパケットを入力すると共に、再送パケット生成部１２から再送用の圧縮データパケットを入力し、圧縮データパケット及び再送用の圧縮データパケットをバッファ（図示せず）に一時的に蓄積する。また、冗長パケット生成部１３は、冗長度／圧縮レート算出部１４から冗長度を入力する。
【００３６】
冗長パケット生成部１３は、バッファから圧縮データパケット及び再送用の圧縮データパケットを読み出し、冗長度に従って、圧縮データパケット及び再送用の圧縮データパケットに含まれる圧縮データ（シーケンス番号が付加された圧縮データ）を誤り訂正するための冗長データを生成する。そして、冗長パケット生成部１３は、冗長データをＩＰパケット化し、冗長データパケットを生成する。
【００３７】
冗長データは、予め設定された手法、例えばＦＥＣ（Forward Error Correction：前方誤り訂正）の手法を用いて圧縮データから生成される。また、圧縮データパケットをコピーして複数の冗長データパケットを生成する手法も用いられる。
【００３８】
冗長パケット生成部１３は、圧縮符号化部１１から入力した圧縮データパケットに対して生成した冗長データパケットを、ＩＰパケット送信部１７に出力する。また、冗長パケット生成部１３は、再送パケット生成部１２から入力した再送用の圧縮データパケット、及び当該再送用の圧縮データパケットに対して生成した冗長データパケットを再送データパケットとしてＩＰパケット送信部１７に出力する。
【００３９】
冗長度／圧縮レート算出部１４は、予め設定された設定値（送信レート、目標受信ロス率、最大冗長度、最小冗長度、再送待ち期間）を入力すると共に、受信データ取り出し部１６から受信レートを入力し、さらに、再送パケット生成部１２から再送レートを入力する。受信レートは、映像受信装置６が映像送信装置３からＩＰ無線伝送装置４，５を介して受信したＩＰパケットについて算出したレートである。
【００４０】
設定値に含まれる送信レートは、ＩＰ無線伝送路の無線伝送速度から算出される最大スループットの値であり、目標受信ロス率は、映像受信装置６において、受信する圧縮データと、受信する冗長データを用いて誤り訂正を行った後の最終的な欠落データとの間の比率の目標値である。最大冗長度及び最小冗長度は、圧縮データ量に対する冗長データ量の比の最大値及び最小値である。再送待ち期間は、映像受信装置６により設定される再送待ち期間と同じ値が設定される。
【００４１】
冗長度／圧縮レート算出部１４は、設定値（送信レート、目標受信ロス率、最大冗長度、最小冗長度）、受信レート及び再送レートに基づいて、映像送信装置３が入力した映像信号及び音声信号の所定サイズのデータに対する圧縮データパケット及び冗長データパケットの合計量が一定になるように、圧縮レート及び冗長度を算出する。そして、冗長度／圧縮レート算出部１４は、算出した圧縮レートを圧縮符号化部１１に出力し、算出した冗長度を冗長パケット生成部１３に出力する。
【００４２】
受信レート及び再送レートにはＩＰ無線伝送路の品質が反映されているから、圧縮レート及び冗長度は、そのＩＰ無線伝送路の品質に応じた値に算出される。例えば、ＩＰ無線伝送路の品質が低下したときは、受信レートは低下して再送レートは上昇し、ＩＰ無線伝送路の品質が向上したときは、受信レートは上昇して再送レートは低下する。
【００４３】
冗長度／圧縮レート算出部１４は、ＩＰ無線伝送路の品質が低下したときに、圧縮レートを下げると共に冗長度を上げることで、圧縮データパケットの量を減少させ、冗長データパケットの量を増加させる。これにより、映像受信装置６において、誤り訂正能力を向上させることができる。一方、冗長度／圧縮レート算出部１４は、ＩＰ無線伝送路の品質が向上したときに、圧縮レートを上げると共に冗長度を下げることで、圧縮データパケットの量を増加させ、冗長データパケットの量を減少させる。これにより、映像受信装置６において、ＩＰ無線伝送路の品質に応じた誤り訂正を実現することができる。冗長度／圧縮レート算出部１４の詳細については後述する。
【００４４】
また、冗長度／圧縮レート算出部１４は、設定値に含まれる再送待ち期間の時間内に、圧縮データパケット及び当該圧縮データパケットに対応する冗長データパケットの組を映像送信装置３から出力（送信）できるように、送信タイミングを決定し、送信タイミング信号（図示せず）をＩＰパケット送信部１７に出力する。
【００４５】
ＩＰパケット受信部１５は、映像受信装置６からＩＰ無線伝送装置５、ＩＰ無線伝送路及びＩＰ無線伝送装置４を介してＩＰパケットを入力（受信）し、入力したＩＰパケットを受信データ取り出し部１６に出力する。
【００４６】
受信データ取り出し部１６は、ＩＰパケット受信部１５からＩＰパケットを入力し、ＩＰパケットから受信レート及び再送要求シーケンス番号を取り出し、受信レートを冗長度／圧縮レート算出部１４に出力し、再送要求シーケンス番号を再送パケット生成部１２に出力する。
【００４７】
ＩＰパケットに含まれる受信レート及び再送要求シーケンス番号は、例えばＲＴＣＰ等の標準規格に従って記述される。
【００４８】
ＩＰパケット送信部１７は、圧縮符号化部１１から圧縮データパケットを入力すると共に、冗長パケット生成部１３から冗長データパケット及び再送データパケット（再送用の圧縮データパケット及び冗長データパケット）を入力する。そして、ＩＰパケット送信部１７は、入力した圧縮データパケットと冗長データパケットとを対応付けてバッファ（図示せず）に一時的に蓄積すると共に、入力した再送データパケットもバッファに一時的に蓄積する。
【００４９】
ＩＰパケット送信部１７は、予め設定された送信レートにて、バッファから圧縮データパケット及び冗長データパケット、並びに再送データパケットを読み出す。そして、ＩＰパケット送信部１７は、これらのＩＰパケットを、ＩＰ無線伝送装置４、ＩＰ無線伝送路及びＩＰ無線伝送装置５を介して映像受信装置６へ出力（送信）する。
【００５０】
送信レートは、ＩＰ無線伝送装置４，５により設定される無線伝送速度以下の値であって、ＩＰ無線伝送路にＩＰパケットを送出可能な最大のスループットの値が予め設定される。
【００５１】
尚、ＩＰパケット送信部１７は、冗長度／圧縮レート算出部１４から送信タイミング信号を入力し、送信タイミング信号に従って、バッファから圧縮データパケット等を読み出して出力する。これにより、再送待ち期間の時間内に、圧縮データパケット及び当該圧縮データパケットに対応する冗長データパケットの組を映像送信装置３から出力することができる。
【００５２】
（冗長度／圧縮レート算出部１４）
次に、図２に示した冗長度／圧縮レート算出部１４について詳細に説明する。図３は、冗長度／圧縮レート算出部１４による冗長度及び圧縮レート算出処理を示すフローチャートである。
【００５３】
まず、冗長度／圧縮レート算出部１４は、受信データ取り出し部１６から受信レートを入力すると共に、再送パケット生成部１２から再送レートを入力する（ステップＳ３０１）。また、冗長度／圧縮レート算出部１４は、予め設定された設定値（送信レート、目標受信ロス率、最大冗長度、最小冗長度、再送待ち期間）を入力する（ステップＳ３０２）。
【００５４】
冗長度／圧縮レート算出部１４は、受信レート及び設定値（送信レート、目標受信ロス率、最大冗長度、最小冗長度）に基づいて、冗長度を算出する（ステップＳ３０３）。
【００５５】
図４は、冗長度／圧縮レート算出部１４による冗長度算出処理（ステップＳ３０３）の詳細を示すフローチャートである。まず、冗長度／圧縮レート算出部１４は、受信レート及び設定値（送信レート）に基づいて、以下の式により受信ロス率を算出する（ステップＳ４０１）。
[数１]
受信ロス率＝１−（受信レート／送信レート）      ・・・（１）
【００５６】
冗長度／圧縮レート算出部１４は、ステップＳ４０１にて算出した受信ロス率及び設定値（目標受信ロス率）に基づいて、以下の式により冗長度を算出する（ステップＳ４０２）。
[数２]
冗長度＝ｌｏｇ（目標受信ロス率）／ｌｏｇ（受信ロス率）      ・・・（２）
【００５７】
冗長度／圧縮レート算出部１４は、ステップＳ４０２にて算出した冗長度が設定値（最大冗長度）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４０３）。冗長度／圧縮レート算出部１４は、ステップＳ４０３において、冗長度が設定値（最大冗長度）よりも大きいと判定した場合（ステップＳ４０３：Ｙ）、設定値である最大冗長度を冗長度に設定し（ステップＳ４０４）、冗長度が設定値（最大冗長度）よりも大きくないと判定した場合（ステップＳ４０３：Ｎ）、ステップＳ４０５へ移行する。
【００５８】
冗長度／圧縮レート算出部１４は、ステップＳ４０３またはステップＳ４０４から移行して、冗長度が設定値（最小冗長度）よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ４０５）。冗長度／圧縮レート算出部１４は、ステップＳ４０５において、冗長度が設定値（最小冗長度）よりも小さいと判定した場合（ステップＳ４０５：Ｙ）、設定値である最小冗長度を冗長度に設定し（ステップＳ４０６）、ステップＳ３０３の処理を終了する。一方、冗長度／圧縮レート算出部１４は、ステップＳ４０５において、冗長度が設定値（最小冗長度）よりも小さくないと判定した場合（ステップＳ４０５：Ｎ）、ステップＳ３０３の処理を終了する。
【００５９】
このように、冗長度／圧縮レート算出部１４は、ステップＳ４０３〜ステップＳ４０６の処理により、冗長度が設定値（最大冗長度）よりも大きい場合、設定値である最大冗長度を冗長度に設定し、冗長度が設定値（最小冗長度）よりも小さい場合、設定値である最小冗長度を冗長度に設定するようにした。これにより、冗長度は、設定値（最大冗長度）から設定値（最小冗長度）までの範囲内の値となるから、後述する圧縮レートも所定範囲内の値となり、映像受信装置６は、一定の品質の映像及び音声を復元することができる。したがって、設定値（最大冗長度、最小冗長度）は、映像受信装置６における映像及び音声の品質を決定するパラメータといえる。
【００６０】
図３に戻って、冗長度／圧縮レート算出部１４は、ステップＳ３０３における冗長度算出処理の後、ステップＳ３０３にて算出した冗長度、入力した再送レート及び設定値（送信レート）に基づいて、以下の式により圧縮レートを算出する（ステップＳ３０４）。
[数３]
圧縮レート＝（送信レート／冗長度）−再送レート      ・・・（３）
【００６１】
冗長度／圧縮レート算出部１４は、ステップＳ３０３にて算出した冗長度を冗長パケット生成部１３に出力し、ステップＳ３０４にて算出した圧縮レートを圧縮符号化部１１に出力する（ステップＳ３０５）。
【００６２】
このように、冗長度／圧縮レート算出部１４により、予め設定された設定値（送信レート、目標受信ロス率、最大冗長度、最小冗長度）、並びにＩＰ無線伝送路の品質が反映された受信レート及び再送レートに基づいて、圧縮レート及び冗長度が算出される。
【００６３】
〔映像送信装置３の動作〕
図５は、映像送信装置３の動作を説明する図である。（ａ）及び（ｂ）は、映像送信装置３により出力され、ＩＰ無線伝送路を介して送信されるＩＰパケット列を示している。「圧」は圧縮データパケットであり、「冗」は冗長データパケットである。
【００６４】
合計量は、映像送信装置３が入力する映像信号及び音声信号の所定サイズのデータに対して生成された圧縮データパケットのデータ量と冗長データパケットのデータ量とを加算した量を示す。映像送信装置３がＩＰパケットを出力する際に、映像送信装置３が入力する映像信号及び音声信号の所定サイズのデータに対し、圧縮データパケット及び冗長データパケットの合計量が常に一定である。
【００６５】
（ａ）と（ｂ）とを比較すると、合計量に対する圧縮データ量の比率は、（ｂ）よりも（ａ）の方が高く、合計量に対する冗長データ量の比率は、（ａ）よりも（ｂ）の方が高い。また、（ａ）のＩＰパケット列及び（ｂ）のＩＰパケット列のそれぞれは、ＩＰ無線伝送路において一定の無線伝送速度以下の速度にて送信されるように、映像送信装置３から出力される。
【００６６】
まず、（ａ）の伝送比率にて送信が行われている状況において（ステップＳ５０１）、ＩＰ無線伝送路の品質が低下した場合を想定する（ステップＳ５０２）。ＩＰ無線伝送路の品質が低下すると、映像受信装置６によるＩＰパケットの受信が困難になるから、受信レートは低下し、再送レートは上昇する（ステップＳ５０３）。
【００６７】
そうすると、前記式（１）の受信ロス率は上昇し、前記式（２）の冗長度は上昇し、前記式（３）の圧縮レートは低下する（ステップＳ５０４）。これにより、圧縮符号化部１１により生成される圧縮データパケットの量は減少し、冗長パケット生成部１３により生成される冗長データパケットの量は増加し、（ｂ）のような伝送比率にて送信が行われる（ステップＳ５０５）。これにより、映像受信装置６において、誤り訂正能力を向上させることができる。
【００６８】
次に、（ｂ）の伝送比率にて送信が行われている状況において（ステップＳ５１１）、ＩＰ無線伝送路の品質が向上した場合を想定する（ステップＳ５１２）。ＩＰ無線伝送路の品質が向上すると、映像受信装置６によるＩＰパケットの受信が容易になるから、受信レートは上昇し、再送レートは低下する（ステップＳ５１３）。
【００６９】
そうすると、前記式（１）の受信ロス率は低下し、前記式（２）の冗長度は低下し、前記式（３）の圧縮レートは上昇する（ステップＳ５１４）。これにより、圧縮符号化部１１により生成される圧縮データパケットの量は増加し、冗長パケット生成部１３により生成される冗長データパケットの量は減少し、（ａ）のような伝送比率にて送信が行われる（ステップＳ５１５）。これにより、映像受信装置６において、ＩＰ無線伝送路の品質に応じた誤り訂正を実現することができる。
【００７０】
この場合、映像送信装置３が入力した映像信号及び音声信号の所定サイズのデータに対する圧縮データパケット及び冗長データパケットの合計量（圧縮データ及び冗長データの合計量）は、前記式（１）（２）及び（３）により、ＩＰ無線伝送路の品質に応じて受信レート及び再送レートが変化しても一定となる。
【００７１】
以上のように、本発明の実施形態による映像送信装置３によれば、冗長度／圧縮レート算出部１４は、映像送信装置３が入力した映像信号及び音声信号の所定サイズのデータに対する圧縮データパケット及び冗長データパケットの合計量が一定になるように、圧縮レート及び冗長度を算出するようにした。具体的には、冗長度／圧縮レート算出部１４は、映像受信装置６から受信した受信レート、及び予め設定された設定値（送信レート）に基づいて、前記式（１）にて受信ロス率を算出し、算出した受信ロス率、及び予め設定された設定値（目標受信ロス率）に基づいて、前記式（２）にて冗長度を算出するようにし、また、算出した冗長度、映像受信装置６から受信する再送要求シーケンス番号の頻度に応じた再送レート、及び予め設定された設定値（送信レート）に基づいて、前記（３）にて圧縮レートを算出するようにした。そして、圧縮符号化部１１は、算出された圧縮レートに従い、映像信号及び音声信号の圧縮符号化を行って圧縮データパケットを生成し、冗長パケット生成部１３は、算出された冗長度に従って、圧縮データパケットに対する冗長データパケットを生成し、ＩＰパケット送信部１７は、圧縮データパケット及び冗長データパケットを送信するようにした。
【００７２】
ここで、受信レート及び再送レートにはＩＰ無線伝送路の品質が反映され、ＩＰ無線伝送路の品質が低下したときは、受信レートが低下し再送レートが上昇する。本発明の実施形態では、ＩＰ無線伝送路の品質に応じて圧縮データと冗長データとの伝送比率を変更するようにした。具体的には、ＩＰ無線伝送路の品質が低下したときは、圧縮レートを下げて冗長度を上げるようにし、圧縮データパケットの量を減少させ、冗長データパケットの量を増加させるようにしたから、圧縮データの誤り訂正能力を向上させることができる。
【００７３】
したがって、一定の無線伝送速度で映像伝送を行う場合に、映像受信装置６は、ＩＰ無線伝送路のＣ／Ｎ等の物理的品質の変動に対しても、伝送映像のフリーズ、ブロックノイズ、伝送音声の途切れ等を低減することができ、映像等の伝送を継続させることが可能となる。
【００７４】
〔映像受信装置６〕
次に、図１に示した映像受信装置６について説明する。図６は、映像受信装置６の構成を示すブロック図である。この映像受信装置６は、ＩＰパケット受信部２１、受信バッファ部２２、復号部２３、受信レート測定部２４、欠落パケット判定部２５及びＩＰパケット送信部２６を備えている。
【００７５】
映像受信装置６のＩＰパケット受信部２１は、映像送信装置３からＩＰ無線伝送装置４、ＩＰ無線伝送路及びＩＰ無線伝送装置５を介してＩＰパケットを入力（受信）し、入力したＩＰパケットである圧縮データパケット及び冗長データパケットを受信バッファ部２２に出力する。また、ＩＰパケット受信部２１は、ＩＰパケットを入力（受信）したタイミング及びそのデータ量を含む受信タイミング信号を受信レート測定部２４に出力する。
【００７６】
受信バッファ部２２は、ＩＰパケット受信部２１から圧縮データパケット及び冗長データパケットを入力してバッファに蓄積し、圧縮データパケットに含まれるシーケンス番号を読み出して欠落パケット判定部２５に出力する。また、受信バッファ部２２は、冗長データパケットを用いて、当該冗長データパケットに対応する圧縮データパケットの誤り訂正を行う。
【００７７】
誤り訂正処理は、映像送信装置３の冗長パケット生成部１３による冗長データ生成処理の手法に対応している。例えば、冗長データがＦＥＣの手法を用いて生成されている場合、受信バッファ部２２は、当該手法により、冗長データパケットに含まれる冗長データを用いて、当該冗長データパケットに対応する圧縮データパケットに含まれる圧縮データの回復処理を行う。また、冗長データパケットが圧縮データパケットからコピーされている場合、受信バッファ部２２は、冗長データパケットを用いて圧縮データパケットを誤り訂正した後、圧縮データパケットに含まれるシーケンス番号と同じシーケンス番号（重複しているシーケンス番号）を含む冗長データパケットを廃棄する。
【００７８】
受信バッファ部２２は、予め設定された受信遅延時間を入力し、圧縮データパケットを入力し蓄積した所定のタイミングから受信遅延時間経過後、圧縮データパケットに含まれるシーケンス番号順に圧縮データパケット（誤り訂正後の圧縮データパケット）をバッファから読み出し、復号部２３に出力する。
【００７９】
受信遅延時間は、受信バッファ部２２が冗長データを用いて圧縮データの誤り訂正を行うために必要な時間である。
【００８０】
復号部２３は、受信バッファ部２２から圧縮データパケットを入力し、圧縮データパケットに含まれる圧縮データの復号を行い、元の映像信号及び音声信号を復元して出力する。
【００８１】
受信レート測定部２４は、ＩＰパケット受信部２１ら受信タイミング信号を入力し、受信タイミング信号に含まれる受信タイミング及びデータ量に基づいて、単位時間当たりのデータ量を算出する。そして、受信レート測定部２４は、その算出値を受信レートとし、受信レートを記述したＩＰパケットを生成し、生成したＩＰパケットをＩＰパケット送信部２６に出力する。
【００８２】
ＩＰパケットに含まれる受信レートは、例えばＲＴＣＰ等の標準規格に従って記述される。
【００８３】
欠落パケット判定部２５は、予め設定された再送待ち期間を入力すると共に、受信バッファ部２２からシーケンス番号を入力し、再送待ち期間の周期にて、入力したシーケンス番号に基づいて、欠落しているシーケンス番号を検出する。
【００８４】
具体的には、欠落パケット判定部２５は、シーケンス番号の入力タイミングから再送待ち期間以内に、番号順に並べ替えたシーケンス番号の連続性を判定する。欠落パケット判定部２５は、シーケンス番号が連続している場合、欠落パケットがないものと判断する。一方、欠落パケット判定部２５は、連続しないシーケンス番号がある場合、欠落パケットがあるものと判断し、その欠落しているシーケンス番号を再送要求シーケンス番号とし、再送要求シーケンス番号を記述したＩＰパケットを生成し、生成したＩＰパケットをＩＰパケット送信部２６に出力する。
【００８５】
これにより、受信バッファ部２２に蓄積された圧縮データパケットの誤り訂正処理が再送待ち期間内に完了しなかった場合、すなわち、再送待ち期間内に冗長データパケットを用いて圧縮データパケットが回復できなかった場合、ＩＰパケットの再送が要求される。
【００８６】
また、欠落パケット判定部２５は、再送要求シーケンス番号を記述したＩＰパケットを出力した後（ＩＰパケットの再送を要求した後）、再送待ち期間内に受信バッファ部２２からその再送要求シーケンス番号と同じシーケンス番号を入力したか否かを判定する。欠落パケット判定部２５は、再送要求シーケンス番号と同じシーケンス番号を入力した場合、欠落パケットが再送され受信されたものと判断する。一方、欠落パケット判定部２５は、再送要求シーケンス番号と同じシーケンス番号を入力しない場合、欠落パケットが受信されなかったものと判断し、同じ再送要求シーケンス番号を記述したＩＰパケットをＩＰパケット送信部２６に再度出力する。
【００８７】
これにより、受信バッファ部２２に蓄積された誤り訂正後の圧縮データパケットに対し、当該圧縮データパケットに含まれるシーケンス番号が検査され、再送待ち期間の周期にて、欠落しているシーケンス番号が再度検出される。
【００８８】
ＩＰパケットに含まれる再送要求シーケンス番号は、例えばＲＴＣＰ等の標準規格に従って記述される。また、再送待ち期間は、映像受信装置６が映像送信装置３へＩＰパケットの再送を要求してから、その再送要求のＩＰパケットを待ち受ける時間である。
【００８９】
ＩＰパケット送信部２６は、受信レート測定部２４から受信レートが記述されたＩＰパケットを入力すると共に、欠落パケット判定部２５から再送要求シーケンス番号が記述されたＩＰパケットを入力し、入力したＩＰパケットをバッファ（図示せず）に一時的に蓄積する。そして、ＩＰパケット送信部２６は、予め設定された送信レートにて、バッファからＩＰパケットを読み出し、ＩＰ無線伝送装置５、ＩＰ無線伝送路及びＩＰ無線伝送装置４を介して映像送信装置３へ出力（送信）する。
【００９０】
送信レートは、ＩＰ無線伝送装置４，５により設定される無線伝送速度以下の値であって、ＩＰパケットを送出可能な最大のスループットの値が予め設定され、映像送信装置３のＩＰパケット送信部１７にて用いる送信レートと同じ値である。
【００９１】
以上のように、映像受信装置６によれば、受信バッファ部２２は、冗長データパケットを用いて、当該冗長データパケットに対応する圧縮データパケットの誤り訂正を行い、予め設定された受信遅延時間経過後に、圧縮データパケットに含まれるシーケンス番号順に圧縮データパケット（誤り訂正後の圧縮データパケット）をバッファから読み出して出力し、復号部２３は、圧縮データパケットを入力して圧縮データの復号を行い、元の映像信号及び音声信号を復元するようにした。
【００９２】
ここで、ＩＰ無線伝送路の品質は、映像送信装置３により圧縮データパケットの量及び冗長データパケットの量に反映され、具体的には、ＩＰ無線伝送路の品質が低下したときは、圧縮データパケットの量が減少し、冗長データパケットの量が増加する。
【００９３】
したがって、一定の無線伝送速度で映像伝送を行う場合に、ＩＰ無線伝送路の品質が低下したときは、映像受信装置６は、増加した冗長データパケットを用いて、減少した圧縮データパケットの誤り訂正を行うから、圧縮データの誤り訂正能力を向上させることができる。つまり、ＩＰ無線伝送路のＣ／Ｎ等の物理的品質の変動に対しても、伝送映像のフリーズ、ブロックノイズ、伝送音声の途切れ等を低減することができ、映像等の伝送を継続させることが可能となる。
【００９４】
尚、本発明の実施形態による映像送信装置３及び映像受信装置６のハードウェア構成としては、通常のコンピュータを使用することができる。映像送信装置３及び映像受信装置６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の揮発性の記憶媒体、ＲＯＭ等の不揮発性の記憶媒体、及びインターフェース等を備えたコンピュータによって構成される。映像送信装置３に備えた圧縮符号化部１１、再送パケット生成部１２、冗長パケット生成部１３、冗長度／圧縮レート算出部１４、ＩＰパケット受信部１５、受信データ取り出し部１６及びＩＰパケット送信部１７の各機能は、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。また、映像受信装置６に備えたＩＰパケット受信部２１、受信バッファ部２２、復号部２３、受信レート測定部２４、欠落パケット判定部２５及びＩＰパケット送信部２６の各機能も、これらの機能を記述したプログラムをＣＰＵに実行させることによりそれぞれ実現される。これらのプログラムは、前記記憶媒体に格納されており、ＣＰＵに読み出されて実行される。さらに、これらのプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記憶媒体に格納して頒布することもでき、ネットワークを介して送受信することもできる。
【００９５】
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば前記実施形態では、映像送信装置３の冗長度／圧縮レート算出部１４は、冗長度を算出するために用いる最大冗長度及び最小冗長度を、予め設定された設定値として入力するようにしたが、予め設定された送信レート及び圧縮データレート設定範囲の値に基づいて算出するようにしてもよい。具体的には、冗長度／圧縮レート算出部１４は、予め設定された送信レート、最小圧縮レート及び最大圧縮レートを入力し、送信レート及び最小圧縮レートに基づいて、以下の式により最大冗長度を算出し、送信レート及び最大圧縮レートに基づいて、以下の式により最小冗長度を算出する。
[数４]
最大冗長度＝送信レート／最小圧縮レート      ・・・（４）
[数５]
最小冗長度＝送信レート／最大圧縮レート      ・・・（５）
【００９６】
また、前記実施形態では、映像送信装置３の冗長度／圧縮レート算出部１４は、ＩＰ無線伝送路の品質が向上したとき、圧縮レートを上げて冗長度を下げることで、圧縮データパケットの量を増加させ、冗長データパケットの量を減少させるようにした。これに対し、冗長度／圧縮レート算出部１４は、ＩＰ無線伝送路の品質が十分に向上したとき（例えば、受信レートが所定値以上のとき）、圧縮レートを上げて冗長度を０とすることで、圧縮データパケットの量を増加させ、冗長データパケットの量を０とするようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１  伝送システム
２  ビデオカメラ
３  映像送信装置
４，５  ＩＰ無線伝送装置
６  映像受信装置
７  ビデオモニタ
１１  圧縮符号化部
１２  再送パケット生成部
１３  冗長パケット生成部
１４  冗長度／圧縮レート算出部
１５，２１  ＩＰパケット受信部
１６  受信データ取り出し部
１７，２６  ＩＰパケット送信部
２２  受信バッファ部
２３  復号部
２４  受信レート測定部
２５  欠落パケット判定部
【図１】
2016119557.tif 000003
【図２】
2016119557.tif 000004
【図３】
2016119557.tif 000005
【図４】
2016119557.tif 000006
【図５】
2016119557.tif 000007
【図６】
2016119557.tif 000008