(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信衛星と地上網とを介して、送信センターと、複数の受講者教室との間で双方向な情報伝達を行う遠隔教育システムにおいて、
前記送信センターは、前記通信衛星への情報送信機能および前記地上網からの情報受信機能を有する講師側情報処理装置と、前記講師側情報処理装置に接続され、所定の映像情報を出力する講師側撮影装置とを有し、
前記受講者教室は、前記地上網への情報送信機能および前記通信衛星からの情報受信機能を有する受講者側情報処理装置と、前記受講者側情報処理装置に接続され、所定の映像情報を出力する受講者側撮影装置とを有し、
前記講師側情報処理装置は、
前記受講者教室に関する名称と視聴者数と過去の発言回数とを含む所定の情報である属性情報を、前記受講者教室毎に記録・管理する受講者情報データベースと、
前記受講者情報データベースに管理されている前記複数の受講者教室のうちから、前記送信センターの講師に対して発言させる対象となる受講者教室を選択する選択手段と、
前記選択手段により受講者教室が選択されると、前記選択された受講者教室に係る受講者側情報処理装置と前記講師側情報処理装置との接続を成立させるためのパスワードと接続先ポート番号とを含むアクセスキーを作成するアクセスキー作成手段と、
発呼指示データと前記作成されたアクセスキーとを、所定の暗号化方法で暗号化する暗号化手段と、
前記講師側撮影装置が撮影した映像情報である講義映像情報と共に、前記暗号化された発呼指示データとアクセスキーとにスクランブルを施す手段と、
前記スクランブルが施された講義映像情報を順次送信すると共に、前記選択手段により受講者教室が選択されると、前記スクランブルが施された講義映像情報と共に、前記暗号化された発呼指示データとアクセスキーとを同時に、前記通信衛星を介して、前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に送信し、接続切断の指示が出されると、受講者映像情報の送信を停止させる接続終了指示データを前記通信衛星を介して前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に送信する送信手段と、
前記受講者側情報処理装置からの接続要求に対して、前記受講者側情報処理装置から受信したアクセスキーが前記作成されたアクセスキーと同一であることを確認した後に、前記地上網を介して、前記受講者側情報処理装置との接続を成立させ、前記接続終了指示データの送信後に当該接続を終了する手段と、
前記接続された受講者側情報処理装置から受信した受講者映像情報と、前記講師側撮影装置が撮影した映像情報である講義映像情報とを合成する映像合成手段と、
前記合成された映像情報である合成映像情報にスクランブルを施し、このスクランブルが施された合成映像情報を前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に、前記通信衛星を介して送信する手段と、
を有し、前記受講者側情報処理装置は、
前記スクランブルが施された講義映像情報と共に、前記暗号化された発呼指示データとアクセスキーとを、前記通信衛星を介して、前記講師側情報処理装置から受信する手段と、
前記受信した講義映像情報と発呼指示データとアクセスキーとに施されたスクランブルを解除するデコーダ装置と、
前記暗号化手段の暗号化方法と対応する復号化方法で、前記スクランブルを解除した発呼指示データとアクセスキーとを復号化する復号化手段と、
前記暗号化された発呼指示データとアクセスキーとを同時に受信したことを条件に、前記復号化されたアクセスキーを使用し、前記地上網を介して、前記講師側情報処理装置に対して接続要求を行う手段と、
前記講師側情報処理装置との接続が成立すると、前記受講者側撮影装置が撮影した映像情報である受講者映像情報を、前記地上網を介して前記講師側情報処理装置に送信する手段と、
を有することを特徴とする遠隔教育システム。
【請求項２】
前記受講者側情報処理装置は、
前記送信センターの講師に対して発言を要求する旨の発言要求情報を入力する手段と、
前記発言要求情報が入力されると、前記地上網を介して前記講師側情報処理装置に、発信元を特定する情報である発信元特定情報を含む発言要求信号を送信する手段と、
を有し、前記講師側情報処理装置は、
前記発言要求信号を前記受講者側情報処理装置から前記地上網を介して受信する手段と、
前記発言要求信号を受信すると、発信要求があった旨を表示する手段と、
前記受信した発信要求信号に含まれる発信元特定情報に基づいて、発信元に係る受講者教室を特定する手段と、
前記受講者情報データベースに管理されている前記複数の受講者教室のうちの前記特定した受講者教室の属性情報に、発信要求があった旨の情報を付加する手段と、
を有し、前記選択手段は、前記受講者情報データベースに管理されている前記複数の受講者教室のうちから、発信要求があった旨の情報が属性情報に付加されている受講者教室を検索し、この検索した受講者教室の中から、前記送信センターの講師に対して発言させる対象となる受講者教室を選択する手段であることを特徴とする請求項１に記載の遠隔教育システム。
【請求項３】
前記受講者情報データベースに管理されている前記属性情報は、前記複数の受講者教室のそれぞれに付与されるキーコードを含み、
前記送信手段は、送信するデータをパケットとして分割して順次送信する手段であり、
前記暗号化手段は、
発呼指示データと前記作成されたアクセスキーとについての送信データに係る一番目のパケットについては前記選択された受講者教室に付与されているキーコードを使用する暗号化方法で暗号化する手段と、
前記一番目のパケットについての暗号化処理をした後に、この暗号化処理をしたパケットから１バイトを抽出して前記キーコードとの間で暗号化処理を行い、前記キーコードを更新する手段と、
前記送信データに係る二番目以降のパケットについては前記更新されたキーコードを使用する暗号化方法で暗号化する手段と、
前記二番目以降のパケットについての暗号化処理をした後に、この暗号化処理をしたパケットから１バイトを抽出して前記キーコードとの間で暗号化処理を行い、前記キーコードを順次更新する手段と、
を含み、前記復号化手段は、
前記スクランブルを解除した発呼指示データとアクセスキーとについての受信データに係る一番目のパケットについては、自己の受講者教室に付与されているキーコードを使用する復号化方法であって前記暗号化手段の暗号化方法と対応する復号化方法で復号化する手段と、
前記一番目のパケットについての復号化処理をした後に、この復号化処理をしたパケットから、前記暗号化手段の抽出アルゴリズムと同一の抽出アルゴリズムで１バイトを抽出し、前記暗号化手段の暗号化処理と同一の方法で前記キーコードとの間で暗号化処理を行い、前記キーコードを更新する手段と、
前記受信データに係る二番目以降のパケットについては前記更新されたキーコードを使用する復号化方法で復号化する手段と、
前記二番目以降のパケットについての復号化処理をした後には、この復号化処理をしたパケットから、前記暗号化手段の抽出アルゴリズムと同一の抽出アルゴリズムで１バイトを抽出し、前記暗号化手段の暗号化処理と同一の方法で前記キーコードとの間で暗号化処理を行い、前記キーコードを順次更新する手段と、
を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遠隔教育システム。
【請求項４】
前記地上網が、電話回線網、ＩＳＤＮ網、ケーブルテレビ網、光ファイバー網、携帯電話による通信、無線通信のいずれか一であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の遠隔教育システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は通信衛星と地上網を利用した遠隔教育システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のインターネットの急速な発達に伴い、インターネットを利用した双方向のテレビ会議システムや遠隔教育システムが提案されているが、データ通信に使用される帯域が広くなったとしても、インターネットという情報伝達方法の性質上、利用者毎に伝達時間差が発生してしまう可能性は排除できない。
【０００３】
そこで、全ての利用者に一斉に映像および音声を伝送する手段として通信衛星を利用して、双方向性を得るためにインターネット網による情報伝達を併用するシステムも提案されている。従来の遠隔教育システムについて図を用いて説明する。図１は通信衛星とインターネット網を使用した遠隔教育システムの概要を示した図であり、送信センター１と、通信衛星２と、受講教室３とインターネット４からなる遠隔教育システムである。送信センター１は送信アンテナ５と、情報処理装置６と、講師側カメラ７を有し、受講者教室３は受信アンテナ８と、情報処理装置９と、受講者側カメラ１０を有している。また、受講者教室３として同様の構成を備える受講者教室が複数存在する。
【０００４】
講義の進行役である講師は送信センター１において講師側カメラ７に向かって講義を行い、講師側カメラ７と接続された情報処理装置６が、講師側カメラ７の撮影した講義映像情報（音声も含む）を送信アンテナ５から通信衛星２に送信する。この際、必要に応じて講義映像情報の符号化および暗号化を行って講義映像情報をデジタル化し、コンピュータが利用するデジタルデータと共に４相位相変調など（ＱＰＳＫ：Ｑｕａｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）を用いて変調することにより電波でデジタルな情報の送信を行う。
【０００５】
通信衛星２は送信アンテナ５から受信した電波を地上に伝搬させ、各受講者教室３に備えられた受信アンテナ８が受信した電波を情報処理装置９が位相変調を復調し、講義映像情報やデジタルデータとする。取り出された映像情報はテレビ画面に映し出され、デジタルデータは情報処理装置９に蓄えられる。送信センター１側で情報送信を行う場合に、情報処理装置６が映像情報およびデジタルデータにスクランブルを施し、受講者教室３側の情報処理装置９がスクランブルの解除を行うことで、契約者のみが講義映像情報およびデジタルデータの受信を行うことが可能である。
【０００６】
受講者教室３では、受講者がテレビ画面に映し出された講師映像情報を視聴しながら、受講者側カメラ１０の前で発言を行って受講者映像情報（音声も含む）の撮影を行い、受講者側カメラ１０およびインターネット４に接続された情報処理装置９が受講者映像情報のデジタル化とデジタルデータの付与を行い、インターネット４を介して受講者映像情報及びデジタルデータを送信センター１の情報処理装置６に送信する。
【０００７】
送信センター１の情報処理装置６は、講師側カメラ７が撮影した映像および音声と、インターネット４を介して送信されてきた受講者映像情報を合成して１つの画面に表示可能な講義映像情報とし、送信アンテナ５から通信衛星２を介して受講者教室３に送信することもできる。これにより、受講者映像情報も含んだ講義映像情報を各受講者が視聴可能となり、受講者間での会話も成立させることが可能となる。
【０００８】
以上のように従来から提案されているテレビ会議システムや遠隔教育システムにおいては、各受講者教室３からの受講者映像情報はインターネット４により送信センター１に伝達され、各受講者教室３は講義映像情報を通信衛星２からの電波として受信することで、複数地点の受講者に対する同時性を伴った双方向の遠隔教育システムが成立していた。しかし従来の遠隔教育システムにおいては、受講者教室からの受講者映像情報を全て受信することから、受講者教室数が増加して相当多数となった場合には、以下に述べるような問題が発生していた。
【０００９】
第１の問題は受講者教室側からの騒音が増加するというものである。全ての受講者映像情報には音声が含まれているために、受講者教室数が数十にのぼると送信センターが受信する音声の総量は過大であり、さらに講義映像情報に受講者映像情報を付加して送信することで、受講者教室側でも送信センターと同様の音声を視聴することになってしまう。従来の技術でこの問題を解決するためには受講者映像情報に音声を含めなければよいが、双方向の教育システムというメリットを著しく損なってしまう。または、受講者教室側の静寂さを要求することも可能であるが、年少者を対象とした遠隔教育では現実的な方法ではない。
【００１０】
第２の問題は講師の対応可能者数の問題である。講義の最中に受講者に質問を行い発言を求めるという行為は、双方向の教育システムとしては頻繁に行われるべきものであるが、受講者教室数が多数であると複数の受講者から一斉に発言が行われる可能性があり、講師側が十分に対応することが困難である。
【００１１】
第３の問題は通信トラフィックの問題である。講義映像情報は通信衛星から一斉に電波で送信し各受講者教室の情報処理装置で処理を行うために、受講者教室が少数の場合でも多数の場合でも受講者教室側では問題は無い。しかし各受講者教室からの受講者映像情報はインターネットを経由して送信センターの情報処理装置に伝達され、受講者教室が多数である場合には、送信センターとインターネットの接続線の帯域は有限であるため、全ての受講者映像情報を伝達することは困難な状況になる。接続線の帯域を広くすることは物理的に可能であるが、必然的にコストの増加を伴ってしまう。
【００１２】
第４の問題は送信センター側の情報処理能力の問題である。送信センターとインターネットとの接続が仮に帯域の広い接続であったとしても、送信センターの情報処理装置が多数の受講者映像情報を即時的に処理することは困難である。受講者映像情報の処理を複数の情報処理装置に分散して実行させることや、処理能力の極めて高い情報処理装置を使用することは可能であるが、システムの構築にかかるコストが増大してしまう。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の従来の問題に鑑みてなされたものであり、受講者教室数が増加した場合でも騒音を気にすること無く講義を行うことができ、講師が発言者に対して十分な対応をとることができ、通信帯域と情報処理装置にかかるコストの増大を押さえることが可能な双方向性を備えた遠隔教育システムを提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の遠隔教育システムは、通信衛星と地上網とを介して、送信センターと、複数の受講者教室との間で双方向な情報伝達を行う遠隔教育システムにおいて、前記送信センターは、前記通信衛星への情報送信機能および前記地上網からの情報受信機能を有する講師側情報処理装置と、前記講師側情報処理装置に接続され、所定の映像情報を出力する講師側撮影装置とを有し、前記受講者教室は、前記地上網への情報送信機能および前記通信衛星からの情報受信機能を有する受講者側情報処理装置と、前記受講者側情報処理装置に接続され、所定の映像情報を出力する受講者側撮影装置とを有し、前記講師側情報処理装置は、前記受講者教室に関する名称と視聴者数と過去の発言回数とを含む所定の情報である属性情報を、前記受講者教室毎に記録・管理する受講者情報データベースと、前記受講者情報データベースに管理されている前記複数の受講者教室のうちから、前記送信センターの講師に対して発言させる対象となる受講者教室を選択する選択手段と、前記選択手段により受講者教室が選択されると、前記選択された受講者教室に係る受講者側情報処理装置と前記講師側情報処理装置との接続を成立させるためのパスワードと接続先ポート番号とを含むアクセスキーを作成するアクセスキー作成手段と、発呼指示データと前記作成されたアクセスキーとを、所定の暗号化方法で暗号化する暗号化手段と、前記講師側撮影装置が撮影した映像情報である講義映像情報と共に、前記暗号化された発呼指示データとアクセスキーとにスクランブルを施す手段と、前記スクランブルが施された講義映像情報を順次送信すると共に、前記選択手段により受講者教室が選択されると、前記スクランブルが施された講義映像情報と共に、前記暗号化された発呼指示データとアクセスキーとを同時に、前記通信衛星を介して、前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に送信し、接続切断の指示が出されると、受講者映像情報の送信を停止させる接続終了指示データを前記通信衛星を介して前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に送信する送信手段と、前記受講者側情報処理装置からの接続要求に対して、前記受講者側情報処理装置から受信したアクセスキーが前記作成されたアクセスキーと同一であることを確認した後に、前記地上網を介して、前記受講者側情報処理装置との接続を成立させ、前記接続終了指示データの送信後に当該接続を終了する手段と、前記接続された受講者側情報処理装置から受信した受講者映像情報と、前記講師側撮影装置が撮影した映像情報である講義映像情報とを合成する映像合成手段と、前記合成された映像情報である合成映像情報にスクランブルを施し、このスクランブルが施された合成映像情報を前記複数の受講者教室の受講者側情報処理装置に、前記通信衛星を介して送信する手段とを有し、前記受講者側情報処理装置は、前記スクランブルが施された講義映像情報と共に、前記暗号化された発呼指示データとアクセスキーとを、前記通信衛星を介して、前記講師側情報処理装置から受信する手段と、前記受信した講義映像情報と発呼指示データとアクセスキーとに施されたスクランブルを解除するデコーダ装置と、前記暗号化手段の暗号化方法と対応する復号化方法で、前記スクランブルを解除した発呼指示データとアクセスキーとを復号化する復号化手段と、前記暗号化された発呼指示データとアクセスキーとを同時に受信したことを条件に、前記復号化されたアクセスキーを使用し、前記地上網を介して、前記講師側情報処理装置に対して接続要求を行う手段と、前記講師側情報処理装置との接続が成立すると、前記受講者側撮影装置が撮影した映像情報である受講者映像情報を、前記地上網を介して前記講師側情報処理装置に送信する手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
送信センターから発呼指示があった受講者教室のみが送信センターに受講者映像情報を送信するため、発呼指示を出していない受講者教室からの騒音を気にすること無く講義を行うことができ、講師が自ら選択した対象だけが発言することになるので発言者に対して十分な対応をとることができ、発呼指示を受けていない受講者教室からの受講者映像情報が送信センターに送信されることがないため通信帯域と情報処理装置にかかるコストの増大を押さえることができる。
また、発呼指示にアクセスキーが含まれることにより、発呼指示を受信した受講者教室のみが送信センターとの接続を成立させることが可能となり、不要な受講者映像情報の送信を行うことが無いために、発呼指示を受けていない受講者教室からの受講者映像情報が通信帯域を占有することがなく、発呼指示を受けた受講者教室からの受講者映像情報が送信センターに送信される情報通信が円滑に行うことが出来る。
さらに、発呼指示に接続先ポート番号が含まれることにより、発呼指示を受信した受講者教室は確実に送信センターとの接続を行うことが出来る。
また、対象限定配信によって発呼指示を送信することにより、通信衛星から電波で全ての受講者教室に同様のデータが配信される場合でも、講師が選択した受講者教室のみが発呼指示を受け取ることになるため、講師が選択しない受講者教室が誤って発呼指示を受け取ることが無い。
さらに、発呼指示にアクセスキーと接続先ポート番号が含まれ、送信センターがアクセスキーの確認によって接続先ポートを開放し、受講者教室から接続先ポートに受講者映像情報が送信されることにより、発呼指示を受けた受講者教室のみが送信センターに対して受講者映像情報を送信することが可能となる。
また、講師が受講者情報データベースの検索により発呼指示を出す対象を選択することにより、データベースに記録された分類等に従って迅速に発呼指示を出すことが可能となる。
【００１６】
また、前記課題を解決するための本発明の遠隔教育システムは、前記受講者側情報処理装置は、前記送信センターの講師に対して発言を要求する旨の発言要求情報を入力する手段と、前記発言要求情報が入力されると、前記地上網を介して前記講師側情報処理装置に、発信元を特定する情報である発信元特定情報を含む発言要求信号を送信する手段とを有し、前記講師側情報処理装置は、前記発言要求信号を前記受講者側情報処理装置から前記地上網を介して受信する手段と、前記発言要求信号を受信すると、発信要求があった旨を表示する手段と、前記受信した発信要求信号に含まれる発信元特定情報に基づいて、発信元に係る受講者教室を特定する手段と、前記受講者情報データベースに管理されている前記複数の受講者教室のうちの前記特定した受講者教室の属性情報に、発信要求があった旨の情報を付加する手段とを有し、前記選択手段は、前記受講者情報データベースに管理されている前記複数の受講者教室のうちから、発信要求があった旨の情報が属性情報に付加されている受講者教室を検索し、この検索した受講者教室の中から、前記送信センターの講師に対して発言させる対象となる受講者教室を選択する手段であることを特徴とする。
【００１７】
受講者が発言要求を行い、送信センターから発呼指示があった受講者教室のみが送信センターに受講者映像情報を送信するため、発呼指示を出していない受講者教室からの騒音を気にすること無く講義を行うことができ、講師が自ら選択した対象だけが発言することになるので発言者に対して十分な対応をとることができ、発呼指示を受けていない受講者教室からの受講者映像情報が送信センターに送信されることがないため通信帯域と情報処理装置にかかるコストの増大を押さえることができる。また、発言要求を行った受講者に対して講師が発呼指示を送信することで、受講者教室側から意志表示を行うことができ、講義の双方向性が高まる。
【００１８】
また、前記課題を解決するための本発明の遠隔教育システムは、前記受講者情報データベースに管理されている前記属性情報は、前記複数の受講者教室のそれぞれに付与されるキーコードを含み、前記送信手段は、送信するデータをパケットとして分割して順次送信する手段であり、前記暗号化手段は、発呼指示データと前記作成されたアクセスキーとについての送信データに係る一番目のパケットについては前記選択された受講者教室に付与されているキーコードを使用する暗号化方法で暗号化する手段と、前記一番目のパケットについての暗号化処理をした後に、この暗号化処理をしたパケットから１バイトを抽出して前記キーコードとの間で暗号化処理を行い、前記キーコードを更新する手段と、前記送信データに係る二番目以降のパケットについては前記更新されたキーコードを使用する暗号化方法で暗号化する手段と、前記二番目以降のパケットについての暗号化処理をした後に、この暗号化処理をしたパケットから１バイトを抽出して前記キーコードとの間で暗号化処理を行い、前記キーコードを順次更新する手段とを含み、前記復号化手段は、前記スクランブルを解除した発呼指示データとアクセスキーとについての受信データに係る一番目のパケットについては、自己の受講者教室に付与されているキーコードを使用する復号化方法であって前記暗号化手段の暗号化方法と対応する復号化方法で復号化する手段と、前記一番目のパケットについての復号化処理をした後に、この復号化処理をしたパケットから、前記暗号化手段の抽出アルゴリズムと同一の抽出アルゴリズムで１バイトを抽出し、前記暗号化手段の暗号化処理と同一の方法で前記キーコードとの間で暗号化処理を行い、前記キーコードを更新する手段と、前記受信データに係る二番目以降のパケットについては前記更新されたキーコードを使用する復号化方法で復号化する手段と、前記二番目以降のパケットについての復号化処理をした後には、この復号化処理をしたパケットから、前記暗号化手段の抽出アルゴリズムと同一の抽出アルゴリズムで１バイトを抽出し、前記暗号化手段の暗号化処理と同一の方法で前記キーコードとの間で暗号化処理を行い、前記キーコードを順次更新する手段とを含むことを特徴とする。
【００２８】
また、前記課題を解決するための本発明の遠隔教育システムは、前記地上網が、電話回線網、ＩＳＤＮ網、ケーブルテレビ網、光ファイバー網、携帯電話による通信、無線通信のいずれか一であることを特徴とする。
【００２９】
受講者教室から送信センターへの情報通信を行うための経路である地上網は、一対一の情報通信を行うことが出来れば十分であるので、電話回線網、ＩＳＤＮ網、ケーブルテレビ網、光ファイバー網、携帯電話による通信、無線通信のように様々な形態をとることが可能であり、システムの要求する通信品質や通信コストに応じて適宜選択することで、多様な遠隔システムの構築を行うことが可能となる。
【００３０】
【実施の形態１】
以下に本発明における１実施例である実施の形態１について図面を参照して説明する。実施の形態１の遠隔教育システムは、講師が受講者に対して発言を求めた場合にのみ受講者映像情報が送信センター１に送信されるものである。図５は実施の形態１の遠隔教育システムの構成を示した図で、送信センター１と、通信衛星２と、受講教室３と、地上網としてのインターネット４からなる。地上網とは送信センター１と受講教室３との間で情報通信を行うことが可能な情報通信網を意味し、電話回線網やＩＳＤＮ網やケーブルテレビ網や光ファイバー網であり、物理的に接続されていない携帯電話による通信や無線通信や衛星通信であってもよい。また、インターネット４はＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ／  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使用したネットワークであるが、本願発明の一実施例を示すものに過ぎず、他のプロトコルを使用したネットワークであっても構わない。送信センター１は送信アンテナ５と、情報処理装置６と、講師側カメラ７を有し、受講者教室３は受信アンテナ８と、情報処理装置９と、受講者側カメラ１０を有している。また、受講者教室３として同様の構成を備える受講者教室が複数存在する。
【００３１】
さらに送信センター１の情報処理装置６は図２に示すように、ＣＰＵ部２１と受講者情報データベース２２と発呼指示手段２３と情報記憶手段２４と入力手段２５とを有している。
ＣＰＵ部２１は情報処理装置６内での映像情報やデジタルデータの全ての演算処理および制御を行い、図示しないメモリーや映像処理手段や通信手段などを有する。
受講者情報データベース２２は、各受講者教室の名称や住所や視聴者数や発言回数や試験成績や所属グループなどの受講者属性情報を記録および管理する。
発呼指示手段２３は、講師が受講者に発言を求める対象を指示するために用いられ、受講者情報データベース２２に記録されている該当受講者にのみ送信センター１への受講者映像情報の送信を許可する。
情報記憶手段２４は、受講者映像情報や講義映像情報やデジタルデータなどのデータを記録するための装置であって、磁気ディスクや光磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であり、講義映像情報をＭＰＥＧ１やＭＰＥＧ２などの閲覧可能な形式で保存する。
入力手段２５はキーボードやマウスやタッチパネルや音声認識装置などの機器であり、講師が情報処理装置６に対してコマンド入力を行う。
【００３２】
受講者教室３の情報処理手段９は図３に示すように、ＣＰＵ部３１と映像情報接続手段３２と情報記憶手段３３とを有している。
ＣＰＵ部３１は情報処理装置９内での映像情報やデジタルデータの演算処理および制御を行い、図示しないメモリーや映像処理手段や通信手段などを有する。
映像情報接続手段３２は、送信センター１へ受講者映像情報をインターネット４を介して送信するための手段であり、送信センター１からの発呼指示を受けた場合にのみ受講者映像情報を送信する。
情報記憶手段３３は、受講者映像情報や講義映像情報やデジタルデータなどのデータを記録するための装置であって、磁気ディスクや光磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であり、講義映像情報をＭＰＥＧ１やＭＰＥＧ２などの閲覧可能な形式で保存する。
【００３３】
次に実施の形態１の遠隔教育システムの動作について図に従って説明する。図４は実施の形態１の遠隔教育システムでの、講師が受講者に発言を求めた場合の動作を示したフロー図であるが、通信衛星２およびインターネット４の情報伝達動作に関しては従来例における動作と相違点が無いために省略している。従って、送信センター１と受講者教室３の動作についての記述のみになるが、送信センター１から受講者教室３への講義映像情報やデジタルデータの伝送は通信衛星２を介し、受講者教室３から送信センター１への受講者映像情報などの伝送はインターネット４を介して、それぞれのプロトコルによって実現される。
【００３４】
＜ステップ１＞送信センター１で講師が情報処理手段６の入力手段２５を用いて発呼指示手段２２を作動させる。
＜ステップ２＞受講者情報データベース２２に記録された受講者属性情報を発言回数や名前や所属グループなどで検索を行い、該当者を選択する。この際、対象とする受講者教室３は複数でも単数でも良い。また、該当者の受講者情報データベース２２の発言回数を更新する。
＜ステップ３＞送信センター１に受講者映像情報を送信可能にするための、送信センター１と受講者教３との接続を成立させるためのパスワードおよび接続先ポート番号を含んだアクセスキーをＣＰＵ部２１が作成する。
＜ステップ４＞講義映像情報と共に発呼指示データ及びアクセスキーをステップ２で選択した受講者教室に対象限定配信する（対象限定配信については後述する）。
＜ステップ５＞受講者教室３では、対象限定配信によって発呼指示データおよびアクセスキーを受け取る。
＜ステップ６＞映像情報接続手段３２は同時に受信したアクセスキーを利用して送信センター１との接続要求を行う。
＜ステップ７＞送信センター１のＣＰＵ部２１は受講者教室３からの接続要求を受け、接続要求のアクセスキーが、ステップ３で作成したアクセスキーと同一である場合には、接続先ポート番号のポートを開放し、受講者教室３との接続を成立させる。
＜ステップ８＞受講者教室３では受講者側カメラ１０により受講者の映像を撮影して、情報処理装置９が受講者の映像を符号化して受講者映像情報とし、送信センター１に送信する。
＜ステップ９＞送信センター１では、ステップ２で選択した各受講者教室３からの受講者映像情報と、講師側カメラ７で撮影している講義の映像を合成して講義映像情報を作成して、送信アンテナ５から通信衛星２経由で全受講者教室に配信する。
＜ステップ１０＞受講者の発言が終了した後、講師は情報処理装置６の入力手段２５から発呼指示手段２３に接続切断の指示を出し、発呼指示手段２３は受講者情報データベース２２の受講者属性情報の発言回数などを更新し、ＣＰＵ部２１に接続切断の指示を伝える。
＜ステップ１１＞ＣＰＵ部２１は接続終了指示データを全ての受講者教室に送信し、その後受講者映像情報を受信していたポートを閉じる。
＜ステップ１２＞受講者教室３で接続終了指示データを受信した場合には、ＣＰＵ部３１は映像情報接続手段３２に接続終了の指示を出し、受講者映像情報の送信を停止させる。
【００３５】
次に、図４でのステップ４で行われる対象限定配信について説明する。通信衛星２を介しての電波での講義映像情報およびデジタルデータの配信は、多数の配信先に遅延無く情報を配信することが可能であるという特徴を持つが、全ての受講者教室３の受信アンテナ８には同時に同一の情報が配信されるということであり、特定の受講者教室にだけ特定の情報を配信するためには、情報にスクランブルを施す必要がある。本発明の遠隔教育システムの場合には、講義映像情報は全ての受講者教室が受信して閲覧することが必要であり、それとは別に発呼指示データ等の受信対象を限定する必要がある。
【００３６】
全ての受講者教室で受信する情報については、従来から行われているデコーダ装置によるスクランブル解除で会員のみが閲覧することが出来る伝達方法を用いるが、対象を限定した情報伝達には別途暗号化を施した情報を送信して、対象となる受講者教室のみが情報を取得できるようにする。
【００３７】
次に暗号化手順について例を挙げて説明するが、暗号化の手法は任意で構わず、映像情報というリアルタイムの暗号化および復号化を要求される場面で用いることが可能であれば、ここで例示するものである必要はない。
【００３８】
予め各受講者教室３毎に固有のキーコードをベースキーとして確定しておき、受講者情報データベース２２に受講者属性情報の１つとして保存しておく。送信されるデータはパケットとして分割されて順次送信されるが、一番目のパケットはベースキーを用いて暗号化され、通信衛星を介して全ての受講者教室に配信される、暗号化されたパケットはベースキーを用いて復号化されるために、受信対象の受講者教室のみがパケットの取得が可能である。
送信センター側では直前に送出したパケットから１バイトを抽出してキーコードとの間で暗号化処理を行い、キーコードを更新する。受講者教室側でも同様に、直前に取得したパケットから１バイトを抽出してキーコードとの間で送信センター側と同様の暗号化処理を行い、キーコードを更新する。
以降は順次更新したキーコードによってパケットの暗号化および復号化を行い、キーコードの更新も順次行っていくことで、全てのパケットを暗号化して送信し、送信対象の受講教室でのみ全てのパケットの受信を行うことになる。
【００３９】
一番目のパケットを暗号化および復号化するベースキーが送信センター側と受講者教室側で同一であり、以降のキーコード更新において直前のパケットから抽出する１バイトの抽出アルゴリズムを同一にし、キーコードを更新する際の暗号化処理を送信センターと受講者教室とで同一の方法で行うことにより、更新されるキーコードは送信センター側と受講者教室側で毎回同一となるので、全ての受講者教室で暗号化された情報を受け取っても、復号化を行うことが出来るのは送信センターで設定した対象だけとなり、結果として対象限定配信を行うことが可能である。
【００４０】
従って、講師が送信センター１から受講者に発言を求める場合には、講師は受講者情報データベース２２から発言させる対象を検索して選択し、前述の対象限定配信を用いて情報処理装置６から発呼指示とアクセスキーを受講者教室３に送信し、対象となった受講者教室３のみがアクセスキーを入手して送信センター１に接続要求を行うことで受講者映像情報を送信センター１側に送信することが可能となる。つまり、図５に示されているように、発呼指示とアクセスキーを受信した受講者教室３’’のみが受講者映像情報を送信センター１に送信することになる。
【００４１】
送信センター１からの発呼指示が行われない限り、受講者教室３からの受講者映像情報は送信センター１に送信されないため、受講者教室数が増加した場合でも騒音を気にすること無く講義を行うことができる。また、受講者映像情報の数を講師が発言者に対して十分な対応をとることができ、通信帯域と情報処理装置にかかるコストの増大を押さえることが可能となる。
【００４２】
【実施の形態２】
次に本発明における別の実施例である実施の形態２について、図面を参照して説明する。実施の形態２の遠隔教育システムは、受講者が講師に対して発言許可を求めて、講師が発言を許可した場合にのみ受講者映像情報が送信センター１に送信されるものである。図８は実施の形態２の遠隔教育システムの構成を示した図で、送信センター１と、通信衛星２と、受講教室３とインターネット４からなる。送信センター１は送信アンテナ５と、情報処理装置６と、講師側カメラ７を有し、受講者教室３は受信アンテナ８と、情報処理装置９と、受講者側カメラ１０を有している。また、受講者教室３として同様の構成を備える受講者教室が複数存在する。
【００４３】
さらに送信センター１の情報処理装置６は実施の形態１と同様に図２に示すように、ＣＰＵ部２１と受講者情報データベース２２と発呼指示手段２３と情報記憶手段２４と入力手段２５とを有している。
ＣＰＵ部２１は情報処理装置６内での映像情報やデジタルデータの全ての演算処理および制御を行い、図示しないメモリーや映像処理手段や通信手段などを有する。
受講者情報データベース２２は、各受講者教室の名称や住所や視聴者数や発言回数や発言要求回数や発言要求の有無や試験成績や所属グループなどの受講者属性情報を記録および管理する。
発呼指示手段２３は、講師が受講者に発言を求める対象を指示するために用いられ、受講者情報データベース２２に記録されている該当受講者にのみ送信センター１への受講者映像情報の送信を許可する。
情報記憶手段２４は、受講者映像情報や講義映像情報やデジタルデータなどのデータを記録するための装置であって、磁気ディスクや光磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であり、講義映像情報をＭＰＥＧ１やＭＰＥＧ２などの閲覧可能な形式で保存する。
入力手段２５はキーボードやマウスやタッチパネルや音声認識装置などの機器であり、講師が情報処理装置６に対してコマンド入力を行う。
【００４４】
受講者教室３の情報処理手段９は図６に示すように、ＣＰＵ部６１と映像情報接続手段６２と情報記憶手段６３と発言要求手段６４と入力手段６５とを有している。
ＣＰＵ部６１は情報処理装置９内での映像情報やデジタルデータの演算処理および制御を行い、図示しないメモリーや映像処理手段や通信手段などを有する。
映像情報接続手段６２は、送信センター１へ受講者映像情報をインターネット４を介して送信するための手段であり、送信センター１からの発呼指示を受けた場合にのみ受講者映像情報を送信する。
情報記憶手段６３は、受講者映像情報や講義映像情報やデジタルデータなどのデータを記録するための装置であって、磁気ディスクや光磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であり、講義映像情報をＭＰＥＧなどの閲覧可能な形式で保存する。
発言要求手段６４は、小さな容量の情報を発言要求および発信元情報として伝達するための通信手段であり、送信センター１に対して発言の意志を伝えるために使用される。
入力手段６５は、キーボードやマウスやタッチパネルや音声認識装置などの機器であり、受講者が情報処理装置９に対してコマンド入力を行う。
【００４５】
次に実施の形態２の遠隔教育システムの動作について図に従って説明する。図７は実施の形態２の遠隔教育システムでの、受講者が講師に対して発言許可を求めて講師が発言許可を出した場合の動作を示したフロー図であるが、通信衛星２およびインターネット４の情報伝達動作に関しては従来例における動作と相違点が無いために省略している。従って、送信センター１と受講者教室３の動作についての記述のみになるが、送信センター１から受講者教室３への講義映像情報やデジタルデータの伝送は通信衛星２を介し、受講者教室３から送信センター１への受講者映像情報などの伝送はインターネット４を介して、それぞれのプロトコルによって実現される。
【００４６】
＜ステップ１＞受講者教室３で発言したい受講者が情報処理手段９の入力手段６５を用いて発言要求手段６４を作動させる。
＜ステップ２＞発言要求手段６４はインターネット４を介して、送信センター１の情報処理手段６に発言要求信号を送信する。ここではインターネット４を介して発言要求信号を送信するとしたが、信号が伝達される方法はインターネット４に限らず、電話回線によるダイアルアップでも、無線信号でも、送信センター１に情報を送信可能な手段であればよい。ただし、発言要求信号がどの受講者教室から発信されたかを特定するために、発言要求信号には発信元を特定する情報が含まれているとする。
＜ステップ３＞送信センター１の情報処理手段６は、受講者教室３から発言要求信号を受信した場合、ＣＰＵ部２１は発言要求信号の発信元を特定し、受講者情報データベース２２の該当する受講者教室データに、「発言要求有り」を表すデータを加えてデータベースの更新を行う。
＜ステップ４＞ＣＰＵ部２１は、発言要求を受信したことを講師に伝えるために、「発言要求有り」の表示を行う。
＜ステップ５＞「発言要求有り」の表示を確認した講師は、情報処理手段６の入力手段２５を用いて発呼指示手段２２を作動させる。
＜ステップ６＞受講者情報データベース２２に記録された受講者属性情報を発言要求有りの条件で検索を行い、該当者を選択する。この際、対象とする受講者教室３は複数でも単数でも良い。該当者の選択を終えると、ＣＰＵ部２１は受講者情報データベース２２の該当者の発言回数を更新し、全ての受講者の発言要求有りのデータを消去して発言要求回数を更新する。
＜ステップ７〜１６＞実施の形態１のステップ３〜ステップ１２と同様の手順で対象限定配信と受講者映像情報の送信センター１への送信を行う。
【００４７】
従って、受講者が送信センター１の講師に発言許可を求める場合には、受講者は発言要求手段６４で送信センター１側に発言の意志を伝え、受講者情報データベース２２に「発言要求有り」を記録し、講師は受講者情報データベース２２から発言させる対象を発言要求有りの条件で検索して選択し、前述の対象限定配信を用いて情報処理装置６から発呼指示とアクセスキーを受講者教室３に送信し、対象となった受講者教室３のみがアクセスキーを入手して送信センター１に接続要求を行うことで受講者映像情報を送信センター１側に送信することが可能となる。つまり、図８に示されているように、発言要求を行った受講者教室３’および３’’のうち、講師が選択した受講者教室３’’にだけ発呼指示とアクセスキーが対象限定配信されるため、発言要求を行いかつ講師に発言許可された受講者教室３’’からのみ受講者映像情報が送信センター１に送信される。
【００４８】
送信センター１からの発呼指示が行われない限り、受講者教室３からの受講者映像情報は送信センター１に送信されないため、受講者教室数が増加した場合でも騒音を気にすること無く講義を行うことができる。また、受講者映像情報の数を講師が発言者に対して十分な対応をとることができ、通信帯域と情報処理装置にかかるコストの増大を押さえることが可能となる。さらに、受講者側から発言要求を行うことが可能であるため、一方的な発呼指示ではなく、受講者の意志を確認して講義を進行することが可能となり、遠隔教育システムの双方向性が高まる。
【００４９】
【発明の効果】
送信センターから発呼指示があった受講者教室のみが送信センターに受講者映像情報を送信するため、発呼指示を出していない受講者教室からの騒音を気にすること無く講義を行うことができ、講師が自ら選択した対象だけが発言することになるので発言者に対して十分な対応をとることができ、発呼指示を受けていない受講者教室からの受講者映像情報が送信センターに送信されることがないため通信帯域と情報処理装置にかかるコストの増大を押さえることができる。
【００５０】
受講者が発言要求を行い、送信センターから発呼指示があった受講者教室のみが送信センターに受講者映像情報を送信するため、発言要求を行った受講者に対して講師が発呼指示を送信することで、受講者教室側から意志表示を行うことができ、講義の双方向性が高まる。
【００５１】
発呼指示にアクセスキーが含まれることにより、発呼指示を受信した受講者教室のみが送信センターとの接続を成立させることが可能となり、不要な受講者映像情報の送信を行うことが無いために、発呼指示を受けていない受講者教室からの受講者映像情報が通信帯域を占有することがなく、発呼指示を受けた受講者教室からの受講者映像情報が送信センターに送信される情報通信が円滑に行うことが出来る。また、発呼指示に接続先ポート番号が含まれることにより、発呼指示を受信した受講者教室は確実に送信センターとの接続を行うことが出来る。
【００５２】
対象限定配信によって発呼指示を送信することにより、通信衛星から電波で全ての受講者教室に同様のデータが配信される場合でも、講師が選択した受講者教室のみが発呼指示を受け取ることになるため、講師が選択しない受講者教室が誤って発呼指示を受け取ることが無い。
【００５３】
発呼指示にアクセスキーと接続先ポート番号が含まれ、送信センターがアクセスキーの確認によって接続先ポートを開放し、受講者教室から接続先ポートに受講者映像情報が送信されることにより、発呼指示を受けた受講者教室のみが送信センターに対して受講者映像情報を送信することが可能となる。
【００５４】
講師が受講者情報データベースの検索により発呼指示を出す対象を選択することにより、データベースに記録された分類等に従って迅速に発呼指示を出すことが可能となる。
【００５５】
受講者教室から送信センターへの情報通信を行うための経路である地上網は、一対一の情報通信を行うことが出来れば十分であるので、電話回線網、ＩＳＤＮ網、ケーブルテレビ網、光ファイバー網、携帯電話による通信、無線通信、衛星通信のように様々な形態をとることが可能であり、システムの要求する通信品質や通信コストに応じて適宜選択することで、多様な遠隔システムの構築を行うことが可能となる。
【００５６】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の遠隔教育システムの構成を示す図
【図２】実施の形態１及び実施の形態２の送信センター側の情報処理装置の構成
【図３】実施の形態１の受講者教室側の情報処理装置の構成
【図４】実施の形態１の動作を表すフロー図
【図５】本発明の実施の形態１の遠隔教育システムの構成を示す図
【図６】実施の形態２の受講者教室側の情報処理装置の構成
【図７】実施の形態２の動作を表すフロー図
【図８】実施の形態２の遠隔教育システムの構成を示す図
【符号の説明】
１……送信センター
２……通信衛星
３……受講者教室
４……インターネット
５……送信アンテナ
６、９……情報処理装置
７……講師側カメラ
８……受信アンテナ
１０……受講者側カメラ
２１、３１、６１……ＣＰＵ部
２２……受講者情報データベース
２３……発呼指示手段
２４、３３、６３……情報記憶手段
２５……入力手段
３２、６２……映像情報接続手段
６４……発言要求手段
６５……入力手段
【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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【図８】
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