(57)【要約】【課題】映像ストリーミングパケットを転送する際に、映像ストリーミングの画像品質が極端に低下するのを防ぐとともに、ネットワークの輻輳を回避する。【解決手段】映像ストリーミングサーバ２０から転送されたストリーミングパケットをＩＰＴＶ４１へ転送するネットワーク転送装置１０に、パケット破棄トリガ手段１５と、破棄パケット決定手段１６と、パケット送信キュー１３Ｃとを備える。パケット破棄トリガ手段１５は、パケット送信キュー１３Ｃに送信待ちパケットが閾値を越えて蓄積されたことを検出した際に、破棄パケット決定手段１６を起動し、破棄パケット決定手段１６は、パケット送信キュー１３Ｃ内のＢピクチャを構成するデータが格納されているパケットを選択して破棄する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像ストリーミング送信元から転送されたストリーミングパケットを、映像ストリーミング受信先へ転送するネットワーク転送装置において、
破棄パケット決定手段と、パケット送信キューと、パケット破棄トリガ手段とを備え、前記パケット破棄トリガ手段は、前記パケット送信キューに送信待ちパケットが閾値を越えて蓄積されたことを検出した際に、前記破棄パケット決定手段を起動し、前記破棄パケット決定手段は、前記パケット送信キュー内の所定のパケットを選択して破棄することを特徴とするネットワーク転送装置。
【請求項２】
請求項１に記載のネットワーク転送装置において、
前記破棄パケット決定手段が前記所定のパケットを選択したとき、前記パケット送信キューにパケットを並べる際に、前記所定のパケットを破棄することを特徴とするネットワーク転送装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のネットワーク転送装置において、
前記所定のパケットは、Ｂピクチャを構成するデータが格納されているパケットであることを特徴とするネットワーク転送装置。
【請求項４】
映像ストリーミング送信元から転送されたストリーミングパケットを、映像ストリーミング受信先へ転送するネットワーク転送装置において、
パケット連続判定手段と、パケット送信キューと、破棄パケット決定手段とを備え、前記パケット連続判定手段は、前記映像ストリーミングパケットのシーケンス番号が連続していないことを発見した際に、前記破棄パケット決定手段を起動し、前記破棄パケット決定手段は、次のピクチャ又はＧＯＰの先頭パケットまでのパケットを前記パケット送信キューに並べる際に破棄することを特徴とするネットワーク転送装置。
【請求項５】
請求項４に記載のネットワーク転送装置において、
前記破棄パケット決定手段は、前記シーケンス番号が連続していないパケットがＩピクチャを構成するデータが格納されているパケットである場合、ＧＯＰの先頭までのパケットを破棄することを特徴とするネットワーク転送装置。
【請求項６】
請求項４に記載のネットワーク転送装置において、
前記破棄パケット決定手段は、前記シーケンス番号が連続していないパケットがＢピクチャ又はＰピクチャを構成するデータが格納されているパケットである場合、次のピクチャの先頭までのパケットを破棄することを特徴とするネットワーク転送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像ストリーミング送信元から転送されたストリーミングパケットを、映像ストリーミング受信先へ転送するネットワーク転送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
映像ストリーミング伝送システムにおいて、特許文献１には、テスト用送信パケットの送受信、あるいは、受信側装置からの受信エラー通知に基づき、ネットワーク帯域情報を定め、映像ストリーミングパケットから転送するパケットをフィルタリングするネットワーク品質安定化装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、映像ストリーミングパケットを受信した際、パケットが連続しているか否かを判断し、連続していない場合は次のピクチャの先頭パケットまでのパケットを破棄するデジタル映像信号処理装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２４４３１５号公報
【特許文献１】特開２００５−３１８２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載のものは、ネットワーク帯域情報を定めるために、テストパケットや受信エラーパケットを送受信する必要があり、それらのために余計な帯域が必要になったり、また、時々刻々変化する帯域情報をリアルタイムに判断できない。また、特許文献２に記載のものは、受信した際にパケットが連続しているかを判断するため、装置の受信側ネットワークには結局捨てられるパケットが伝送されており、装置の受信側ネットワークの輻輳を回避することができない。
【０００５】
本発明の目的は、映像ストリーミングパケットを転送する際に、映像ストリーミングの画像品質が極端に低下するのを防ぐとともに、ネットワークの輻輳を回避できるようにしたネットワーク転送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、映像ストリーミング送信元から転送されたストリーミングパケットを、映像ストリーミング受信先へ転送するネットワーク転送装置において、破棄パケット決定手段と、パケット送信キューと、パケット破棄トリガ手段とを備え、前記パケット破棄トリガ手段は、前記パケット送信キューに送信待ちパケットが閾値を越えて蓄積されたことを検出した際に、前記破棄パケット決定手段を起動し、前記破棄パケット決定手段は、前記パケット送信キュー内の所定のパケットを選択して破棄することを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のネットワーク転送装置において、前記破棄パケット決定手段が前記所定のパケットを選択したとき、前記パケット送信キューにパケットを並べる際に、前記所定のパケットを破棄することを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１又は２に記載のネットワーク転送装置において、前記所定のパケットは、Ｂピクチャを構成するデータが格納されているパケットであることを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、映像ストリーミング送信元から転送されたストリーミングパケットを、映像ストリーミング受信先へ転送するネットワーク転送装置において、パケット連続判定手段と、パケット送信キューと、破棄パケット決定手段とを備え、前記パケット連続判定手段は、前記映像ストリーミングパケットのシーケンス番号が連続していないことを発見した際に、前記破棄パケット決定手段を起動し、前記破棄パケット決定手段は、次のピクチャ又はＧＯＰの先頭パケットまでのパケットを前記パケット送信キューに並べる際に破棄することを特徴とする。
請求項５にかかる発明は、請求項４に記載のネットワーク転送装置において、前記破棄パケット決定手段は、前記シーケンス番号が連続していないパケットがＩピクチャを構成するデータが格納されているパケットである場合、ＧＯＰの先頭までのパケットを破棄することを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、請求項４に記載のネットワーク転送装置において、前記破棄パケット決定手段は、前記シーケンス番号が連続していないパケットがＢピクチャ又はＰピクチャを構成するデータが格納されているパケットである場合、次のピクチャの先頭までのパケットを破棄することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のネットワーク転送装置によれば、余分なパケットの送受信をすることなくネットワーク帯域情報を定めることができ、コンテンツの画像品質を極端に低下させることなく映像ストリーミング転送を実現することができる。また、映像ストリーミング受信先方向のネットワークで輻輳が発生した場合に、その回避に積極的に寄与し又は積極的に輻輳の可能性を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のネットワーク転送装置では、パケット送信キューに送信待ちパケットが閾値を越えて蓄積されたとき、所定のパケットを選択して破棄する。これにより、テストパケットや受信エラーパケットの送受信をすることなくネットワーク帯域情報を定め、コンテンツの画像品質を極端に低下させることなく映像ストリーミング転送を実現し、ネットワークの輻輳の回避に積極的に寄与する。
【０００９】
さらに、受信した映像ストリーミングパケットが連続していない場合は、次のピクチャ又はＧＯＰの先頭パケットまでのパケットを破棄する。これにより、映像ストリーミング受信先方向のネットワークの輻輳の可能性低減に積極的に寄与する。
【実施例１】
【００１０】
図１は本発明の１つの実施例のネットワーク転送装置（ルータ）の構成を示すブロック図である。１０はネットワーク転送装置であり、映像ストリーミングサーバ２０に接続されたインターネット３０と第１のＬＡＮ４０、第２のＬＡＮ５０との間に接続されている。第１のＬＡＮ４０はＩＰＴＶ４１やＰＣ４２に接続され、第２のＬＡＮ５０はファイルサーバ５１やプリンタ５２に接続されている。ネットワーク転送装置１０は、インターネット用のインターフェース１１、パケットルーティング手段１２、第１のＬＡＮ４０用のインターフェース１３、第２のＬＡＮ５０用のインターフェース１４を備える。１１Ｃ、１３Ｃ，１４ＣはＦＩＦＯからなるパケット送信キューである。
【００１１】
映像ストリーミングサーバ２０は、ＭＰＥＧフォーマットの映像ストリームをＩＰパケットのデータ部分に乗せ、インターネット３０経由でＩＰＴＶ４１に向けて送信する。ネットワーク転送装置１０は、インターネット３０に接続したインターフェース１１で映像ストリームの乗ったＩＰパケットを受信し、パケットルーティング手段１２によりあて先がＩＰＴＶ４１であると判断すると、ＩＰＴＶ４１の接続されている第１のＬＡＮ４０にインターフェース１３からそのＩＰパケットを送信する。ＩＰＴＶ４１は、第１のＬＡＮ４０経由で映像ストリームの乗ったＩＰパケットを受信すると、ＭＰＥＧフォーマットをデコードし、映像を表示する。
【００１２】
ＭＰＥＧフォーマットの映像ストリームは、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャから構成され、送信順にシーケンス番号が付与される。Ｉピクチャは単独で１フレームの画像を再現できるが、ＰピクチャやＢピクチャは、Ｉピクチャデータを参照することなしには１フレームの画像を再現することはできない。１枚のピクチャを構成するデータは、複数のＩＰパケットに分割して送信される。
【００１３】
ここで、たとえば、ＩＰＴＶ４１と同じＬＡＮ４０に接続されているＰＣ４２が、第２のＬＡＮ５０に接続されているサーバ５１やプリンタ５２との間でデータ転送を行なう場合、ネットワーク転送装置１０を介する必要がある。
【００１４】
同じＬＡＮ４０上のＩＰＴＶ４１宛てのＩＰパケットとＰＣ４２宛てのＩＰパケットがネットワーク転送装置１０に向けて送信された場合、ネットワーク転送装置１０内のＬＡＮ４０向けパケット送信キュー１３ＣにはＩＰパケットが溜まることになるが、パケット送信キュー１３Ｃの容量は無限ではないため、そのパケット送信キュー１３Ｃが溢れた際にはＩＰパケットが破棄されることになる。
【００１５】
このとき、もし、Ｉピクチャを構成するデータの一部を含むＩＰパケットが破棄されると、そのＩピクチャだけではなく、前後のＢピクチャやＰピクチャも再現できなくなってしまうため、映像の品質が著しく劣化してしまう。
【００１６】
そこで、本発明の実施例では、ネットワーク転送装置１０のインターフェース１３のパケット送信キュー１３Ｃに、パケット破棄トリガ手段１５を備え、そのインターフェース１３に破棄パケット決定手段１６を備える。なお、インターフェース１４にも同様のパケット破棄トリガ手段および破棄パケット決定手段を設けるが、ここでは省略した。
【００１７】
以下、処理を図２、図４のフローチャートを参照して説明する。パケット破棄トリガ手段１５は、パケット送信キュー１３Ｃに蓄積されたデータ容量を監視し、予め設定された閾値を超えた際（Ｓ１１−Ｙ）には、破棄パケット決定手段１６に対してＢピクチャ破棄を通知する（Ｓ１２）。
【００１８】
Ｂピクチャ破棄を通知された破棄パケット決定手段１６は、パケット送信キュー１３Ｃに溜まっているＩＰパケットを探索して、ＭＰＥＧフォーマットの映像ストリームの乗ったＩＰパケットのうち、Ｂピクチャを構成するデータが格納されているパケットを優先的に破棄する（Ｓ３１−Ｙ，Ｓ３２−Ｎ，Ｓ３３−Ｎ，Ｓ３５−Ｙ，Ｓ３６，Ｓ３７−Ｙ，Ｓ３８）。
【００１９】
さらに、Ｂピクチャ破棄が通知されている状態で、破棄パケット決定手段１６は、パケットルーティング手段１２がＩＰパケットをパケット送信キュー１３Ｃに並べる際に介入し、ＭＰＥＧフォーマットの映像ストリームの乗ったＩＰパケットの内、Ｂピクチャを構成するデータが格納されているパケットを破棄する。
【００２０】
パケット破棄トリガ手段１５は、パケット送信キュー１３Ｃのデータ蓄積量が前記した閾値を下回った際（Ｓ１１−Ｎ）には、破棄パケット決定手段１６に対して、Ｂピクチャ破棄通知を解除する（Ｓ１３，Ｓ３１−Ｙ，Ｓ３２−Ｎ，Ｓ３３−Ｎ，Ｓ３５−Ｎ）。
【００２１】
このように、ネットワーク転送装置１０において輻輳が発生している場合に、ＭＰＥＧフォーマットの映像ストリームの乗ったＩＰパケットのうち、Ｂピクチャを構成するデータが格納されているＩＰパケットを優先的に破棄することにより、結果的にＩピクチャやＰピクチャを構成するデータが格納されているＩＰパケットが破棄されずにＩＰＴＶ４１に届き、映像の品質低下を小さくとどめることができる。
【実施例２】
【００２２】
また別の実施例では、ネットワーク転送装置１０のインターフェース１３にパケット連続判定手段１７を追加して設ける。なお、インターフェース１４にも同様のパケット連続判定手段を設けるが、ここでは省略した。
【００２３】
以下、処理を図３、図４のフローチャートを参照して説明する。パケット連続判定手段１７は、パケットルーティング手段１２がＩＰパケットをパケット送信キュー１３Ｃに並べる際に、パケットがＭＰＥＧフォーマットであるとき（Ｓ２１−Ｙ）、そのＭＰＥＧフォーマットの映像ストリームの乗ったＩＰパケット中のシーケンス番号が連続しているか否かを観察する（Ｓ２２）。
【００２４】
もし、パケット連続判定手段１７が、ＩＰパケットのシーケンス番号が連続していないことを発見したとき（Ｓ２２−Ｎ）、そのＩＰパケットがＩピクチャを構成するデータを格納し（Ｓ２３−Ｙ）、かつ、Ｉピクチャの先頭データではない場合（Ｓ２４−Ｎ）、そのパケット連続判定手段１７は、破棄パケット決定手段１６に対して、ＧＯＰ（Group of Picture)破棄を通知する（Ｓ２５）。
【００２５】
ＧＯＰ破棄を通知された破棄パケット決定手段１６は、パケットルーティング手段１２がＩＰパケットをパケット送信キュー１３Ｃに並べる際に介入し、ＭＰＥＧフォーマットの映像ストリームの乗ったＩＰパケットで、Ｉピクチャの先頭データを格納しているパケットではないパケットを破棄する（Ｓ３１−Ｙ，Ｓ３２−Ｙ，Ｓ３４，Ｓ３５−Ｎ）。
【００２６】
この後、Ｉピクチャの先頭データを格納しているパケットが到来したら（Ｓ２４−Ｙ）、ＧＯＰ破棄を解除して（Ｓ２６）、破棄パケット決定手段１６は通常動作に戻る（Ｓ３１−Ｙ，Ｓ３２Ｎ，Ｓ３３−Ｎ，Ｓ３５−Ｎ）。
【００２７】
一方、パケット連続判定手段１７が、シーケンス番号が連続していないことを発見した（Ｓ２２−Ｎ）とき、そのＩＰパケットがＢピクチャあるいはＰピクチャを構成するデータを格納し（Ｓ２３−Ｎ）、かつ、ピクチャの先頭データではない場合（Ｓ２７−Ｎ）は、そのパケット連続判定手段１７は、破棄パケット決定手段１６に対して、ピクチャ破棄を通知する（Ｓ２８）。
【００２８】
ピクチャ破棄を通知された破棄パケット決定手段１６は、パケットルーティング手段１２がＩＰパケットをパケット送信キュー１３Ｃに並べる際に介入し、ＭＰＥＧフォーマットの映像ストリームの乗ったＩＰパケットで、ピクチャの先頭データを格納しているパケットでないパケットを破棄する（Ｓ３１−Ｙ，Ｓ３２−Ｎ，Ｓ３３−Ｙ，Ｓ３４，Ｓ３５−Ｎ）。
【００２９】
この後、ピクチャの先頭データを格納しているパケットが到来したら（Ｓ２７−Ｙ）、ピクチャ破棄を解除して（Ｓ２９）、破棄パケット決定手段１６は通常動作に戻る（Ｓ３１−Ｙ，Ｓ３２Ｎ，Ｓ３３−Ｎ，Ｓ３５−Ｎ）。
【００３０】
このように、ネットワーク転送装置１０において、ＭＰＥＧフォーマットの映像ストリームの乗つたＩＰパケットのうち、Ｉピクチャを構成するデータが格納されているパケットが失われている場合は次のＧＯＰの先頭まで、ＢピクチャあるいはＰピクチャを構成するデータが格納されているパケットが失われている場合は次のピクチャの先頭まで、それぞれ映像ストリームの乗ったＩＰパケットを破棄する。
【００３１】
これにより、ＩＰＴＶ４１が受信しても連続していないためデコードできず無駄になるパケットを第１のＬＡＮ４０に送信することがないため、その第１のＬＡＮ４０の輻輳の可能性低減に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例のネットワーク転送装置の構成を示すブロック図である。
【図２】パケット破棄トリガ手段の処理のフローチャートである。
【図３】パケット連続判定手段のフローチャートである。
【図４】破棄パケット決定手段のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１０：ネットワーク転送装置、１１：インターフェース、１２：パケットルーティング手段、１３，１４：インターフェース、１５：パケット破棄トリガ手段、１６：破棄パケット決定手段、１７：パケット連続判定手段、１１Ｃ，１３Ｃ，１４Ｃ：パケット送信キュー
２０：映像ストリーミングサーバ
３０：インターネット
４０：第１のＬＡＮ、４１：ＩＰＴＶ、４２：ＰＣ
５０：第２のＬＡＮ、５１：ファイルサーバ、５２：プリンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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