小特集の発行にあたって

小特集❶

パーソナルエリアネットワークの無線技術と最新トレンド
編集チームリーダ

小特集❷

放送通信融合とマルチメディア技術

井上真杉・落合秀樹

編集チームリーダ

阿久津明人

ユーザを取り巻く情報端末を相互に接続して構成する

放送通信融合には技術革新がもたらす放送と通信の垣パーソナルエリアネットワーク（PAN：Personal Area

根を超えた新しいサービスの創出への期待が込められてい

Network）―この言葉に目新しさを感じる人は少ないかもる．創出されるサービスは，情報という生活に根ざしたモノしれない．PAN の概念が提唱されて久しいが，まだそののサービスであるからこそ期待が大きい半面，一方で制度一部しか実現されていない．しかしながら本小特集を御覧

面，技術面，生活面などでまだまだ本質的な課題が残る．

になれば，技術や標準規格の着実な進歩によって，PAN

本小特集は，二つの解説論文と二つのサーベイ論文の理想像の実現が近づいていることを実感して頂けるとで構成している．まず解説論文では，放送通信融合を支思う．

える目指すべきICT（Information and Communication

本小特集では，研究開発や国際標準化の第一線で活Technologies）社会に潜む政策・技術の課題を明らかにし，躍される専門家に執筆をお願いした．最初の解説論文で技術，市場，社会，文化を連携させた ICT ガバナンスの必は PAN の動向を俯瞰し，続くBluetoothと ZigBee の解説

要性，あり方などを具体的に解説している．次に米国，欧論文では，最初の規格に対して多くの改善が加えられた最州，アジアの各国で既に行われている海外での放送通信新規格と動向を解説している．次の解説論文では，測距・連携サービスや検討中のサービスについて具体的な事例

測位も可能なウルトラワイドバンド（Ultra-Wideband：

で現状動向を外観し，解説している．論評サーベイ論文でUWB）技術に基づく新規格を紹介し，続いて UWBと法は，特に技術面で二つの観点から放送通信連携サービス規制に関する記事を配置した．続く解説論文では高速通を支える技術についてサーベイした．一つ目の論文では，信をねらうミリ波 PAN 規格の動向を紹介し，最後に IEEE

サービスのホームネットワーク環境を支えるメタデータに関におけるPAN 規格の動向と標準化活動の実際を紹介すして，現状の標準化動向，インタオペラビリティ，ゲートウェ

る記事を配した．

イ，普及に伴う課題等を整理している．二つ目の論文では，

本小特集の特徴は，最新の技術動向に加えて，電波利

新しい映像サービスを支える映像符号化技術について現用と法規制，最新の国際標準規格やその決定プロセス，

状を概観し，今後のサービスで重要となるスケーラビリティ

標準化の舞台裏など，普段目にすることが少ない貴重な情の概念，技術の紹介と今後の課題を整理している．

報が提供されているところにある．本小特集がきっかけで本特集が，きたる放送通信融合時代の生活を支える

本分野の技術者が増え，研究開発，標準化，ビジネスがサービス，サービスを支える技術の研究開発に一助となれ

活発に行われるようになれば幸いである．

ば幸いである．

小特集❷

放送通信融合とマルチメディア技術
解説論文

ICT 社会のガバナンス

─技術と社会の調和に向けた ICT 政策─

Governance of ICT Society─ ICT Policy for Harmonization of Technology and Society ─

渡辺克也

†

曽根原登

†

Katsuya Watanabe† and Noboru Sonehara†

Summary類を見ないディジタル基盤を有する国となった．これと呼応し，インターネット回線で運ばれる情報の量は，年数百％の割合で上昇し，まさに「情報の量の爆発時代」

e-Japan，u-Japan 戦 略 は ICT（Information and Com-が到来した．情報量の爆発的増加に対応するためには，

munications Technologies）社会の到来を加速した．ICT 社
会は，実空間と情報・ネット空間が融合する社会である．

ネットワーク回線の容量増加，デジタル放送固有の遅延

その社会の理想は，自由，平等，安全の確保と経済発展な情報の中から有益な情報をいかに素早く探し出すかとにある．それを実現するには，ICT の利便性，効率性，自由度の向上と，著作権や個人情報保護，情報の信憑性・信頼性などの安全性，との調和が必要である．それには技術と市場メカニズムの関係のみならず，社会・文化，の低減，接続を制御するコンピュータの性能向上，膨大
いった検索の問題，などを解決しなければならない．
情報爆発の一方で，先進諸国での経済発展と雇用吸収
は，知識サービス産業，知的情報産業へのシフト傾向が法制度を有機的に連動させることが不可欠である．本文ある．ICT 社会における情報活動で，利用者は大量の情

は，ICT を技術と市場の側面から分析し，技術開発課題と報の中から必要とするものを取捨選別しながら意思決定

ICT 政策課題を導出する．ICT 革新（ICT Innovation）を経
済発展の原動力とするため，情報の量から質への変革，
ユビキタス家電，情報文化力の強化など，分野と専門を超えた新たな連携や仕組みとしての ICT 社会のガバナンスを提案する．

Key words
e-Japan，ICT（Information and Communications Tech-

を重ねる必要がある．しかし，その際に重要な要素である情報の信頼性・信憑性が昨今危ぶまれており，情報信
頼基盤の構築が求められている．
このような問題は，単に技術と市場メカニズムの関係
だけでは解決できない．ICT がもたらす利便性，効率性，自由度の向上という光の側面と，著作権侵害，個人情報漏えい，情報の信憑性・信頼性・真贋性の危機といった影の側面の総合的かつ緻密な調和が必要である．それにnologies），RFID，ユビキタス，ブロードバンド，公共政策，

は技術と市場メカニズムの関係とともに，社会・文化，

電子商取引，情報信頼性，情報信憑性，ガバナンス，グロ

法制度との連携が不可欠である．本論文は，ICT 革新をスナショナルクール

経済発展の原動力とするために，ICT 社会のガバナンスの役割について明らかにする．そして，ICT 産業の国際

1．ま え が き2000 年，政府は，2005 年までに世界最先端の ICT 環
境を整備するという「e-Japan 戦略」を打ち出した［1］．
その結果，ブロードバンドサービス，携帯電話，デジタ
ル放送の加入者数は近年急激に増加し，我が国は世界で†国立情報学研究所，東京都
National Institute of Informatics, Tokyo, 101-8430 Japan108

競争力の強化に向けて，情報と社会，技術と文化の連携，情報文化力の強化，ガバナンス機構について提案する．

2．ICT 社会の市場
2.1 情 報 爆 発
図 1 に示すようにブロードバンドサービス加入者数は
近年急激に拡大し，2,576 万に達している．そのうち
FTTH の契約者数は 794 万である［2］．また，携帯電話

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

2 に示すように，2 年で約 2 倍に成長しており，この傾のうち，インターネット接続は約 8,213 万加入，カメラ

向が続けば，2008 年ごろのインターネットトラヒック付き携帯電話約 8,000 万加入，IMT-2000 約 6,080 万加入の規模は，1 Tbit/s を超える勢いとなっている［5］．

となった．更に，地上デジタル放送受信機器の国内台数

情報量の爆発的増加に対応するための課題は多い．例は 1,800 万台となっている．このように我が国は，世界

えば，ネットワーク回線の容量増加，デジタル放送固有で類を見ないディジタル基盤を有する国となった
［3］
［4］
，
．

の遅延，接続を制御するコンピュータの性能向上，膨大これと呼応し，インターネット回線で運ばれる情報のな情報の中から有益な情報をいかに素早く探し出すかと量は，年 100 数十％の割合で上昇し続けている．インター

いった検索の問題，がある．

ネットを流通するトラヒック（1 日のピークトラヒック

更に，これまで情報通信とは無関係と思われていた問の月平均）は，2006 年末には 214.8 Gbit/s となった．図

題も含んでいる．情報量は，2020 年には現在の数百倍に

（万）
1,600
900

1,400

万

光ファイバ
（ＦＴＴＨ）

800
700

1,200

500
400

1,000

14,236,041

無線（ＦＷＡ）

300○契約数：11,580○事業者数：25社

200

800

ＤＳＬ

○契約数：14,236,041○事業者数：46社

7,940,384○契約数：7,940,384○事業者数：128社

600

解説論文

の加入者数は，2006 年末には約 9,445 万加入となり，そ100

11,580000/12 01/06 01/12 02/06 02/12 03/06 03/12 04/06 04/12 05/06 05/12 06/06 06/12

600
ケーブルインターネット

3,567,075○契約数：3,567,075○事業者数：382社

400
200
0

/12 /03 /06 /09 /12 /03 /06 /09 /12 /03 /06 /09 /12 /03 /06 /09 /12 /03 /06 /09 /12 /03 /06 /09 /12 /03 /06 /09 /12
99 00 00 00 00 01 01 01 01 02 02 02 02 03 03 03 03 04 04 04 04 05 05 05 05 06 06 06 06

注：平成16年6月末分より電気通信事業報告規則の規定により報告を受けた契約数を，それ以前は任意の事業者から報告を受けた契約数を集計している．

図1

ブロードバンドサービス加入者数の推移（出典：総務省報道発表資料より）（Gbit/s）
700

636.6

(2006.11)

600

523.6
(2006.5)

500

我が国のブロードバンド
契約者のダウンロード
トラヒック総量（推定値）

468.0 (2005.11)
424.5(2005.5)

400

323.6 (2004.11)

300

303.2 (2004.10)
269.4(2004.9)

協力 ISP 6 社のブロードバンド契約者のトラヒッ
ク総量（参考）国内主要 IX で
交 換 されるトラヒック
ピーク値

100

国内主要 IX で交換されるトラヒック総量0
1997年 1998年 1999年 2000年 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年

図2

解説論文：ICT 社会のガバナンス

小特集❷

200

協力 ISP 6 社の国内主
要 IX で交換されるトラ
ヒック総量

インターネットトラヒックの推移（出典：総務省報道発表資料より）

109

達し，数十 Tbit までになるという予測がある．2000 年

なりかねない．
ICT エネルギー問題に対応していくには，のテレビや通信機器などの消費電力は，全電力消費量の省エネ家電技術はもとより，節約という文化との連携，15％を占めている．このため情報量の増加に必要となる

コミュニティでの価値観共有などが必要となってくる．

消費電力は，国内総発電量の半分を占めるということにコンテンツとネットワークのディジタル化は，劣化な

その他
513

データベース記事
2,540
書籍
7,281
新聞
20,798

映画・ビデオソフト
11,303

問題が顕在化している
［6］
〜［8］．
の動向を見てみよう．世界でのコンテンツ対 GDP 比は，
世界平均が 3.1％，米国が 4.5％であるのに対し，日本は1.9％である．コンテンツ産業の全体の規模は世界の平均よりも小さい．図 3 に示すように日本のコンテンツ市

雑誌・
コミック
19,284

場は，テレビ番組，新聞，雑誌・コミック，映像・ビデ
オソフトの順で約 11 兆円の市場を形成している［9］．
音楽ソフト 6,620
ラジオ 2,694

一方，我が国は ICT 基盤の普及，大衆化が進展しており，モバイルコンテンツ，映像コンテンツのネットワー
ク流通市場は年々拡大していることが大きな市場的特徴（注）一次利用・二次利用の合計

図3

く大量に複製できることから著作権など知的財産権侵害
まず，ディジタルコンテンツのネットワーク流通市場

単位：億円
テレビ番組
2003 年実績
32,828（合計 約11兆円）

ゲームソフト 4,676

2.2 ディジタルコンテンツのネットワーク流通である．図 4，図 5 にディジタルコンテンツのネット

日本のコンテンツ市場（出典：総務省情報通信政策研
究所「メディア・ソフトの制作及び流通の実態」より）

ワーク流通の市場動向について示す［10］．モバイル通信
環境の普及により，携帯電話を用いた予約などトランザ
クションサービスや電子商取引サービスなどのモバイル
コマース，着メロ，着歌，待受け画面，モバイルゲーム

（億円）
8,000
7,000
6,000

などに代表されるモバイルコンテンツは大きな伸びを示

4,000

0

図4

1,193

は，2004 年で 1,000 億円市場規模となっており，そのう

1,709

1,793

2,133

2002年

2003年

る． ま た， ブ ロ ー ド バ ン ド 通 信 環 境 の 整 備 に よ り，
VOD など有料視聴によるインターネットでの映像流通

2,593

3,000

1,000

円，モバイルコンテンツ市場は約 3,100 億円となってい
4,074

5,000

2,000

している．2005 年，モバイルコマース市場は約 4,000 億

上段：モバイルコマース市場
下段：モバイルコンテンツ市場

ち携帯での映像流通は約 500 億円市場を形成している．
2,603

3,150

我が国の特徴であるディジタル基盤と連携した映像コン
テンツ産業の更なる活性化施策が必要となっている

2004年

2005年

モバイルコンテンツ市場規模（出典：「モバイルコンテ
ンツ産業構造実態に関する調査研究報告書」より作成）［11］．
2.3 情報の安全性
情報と通信の技術を基盤とした ICT 社会の到来により，あらゆる情報のディジタル化が促進され，インターネット，デジタル放送やブロードバンド通信の各種チャ

（億円）
1,200
1,000

ネルを流通する情報の量が爆発的に増加している．このような状況下で利用者は，大量の情報の中から必要とす

全体：インターネットでの映像流通
下段：携帯電話での映像流通

800るものを取捨選別しながら意思決定を重ねていく必要が
522

600

200
0

図5

110

フェッショナル的で公共性の高いパブリックチャネル
508

133

335
2003年

と，個人や家庭，中小企業や零細企業，様々なコミュニティ活動から，Web，Blog，SNS 等を用いて情報発信

71

2002年

情報の信頼性が昨今危ぶまれている［12］．
情報チャネルには，放送・メディアに代表されるプロ

328

400

ある．しかし，その意思決定のための重要な要素である

2004年

映像コンテンツのネットワーク流通市場規模（出典：「メ
ディア・ソフトの制作及び流通の実態調査」より作成）

するアマチュア的なプライベートチャネルの二つがある．これら情報チャネルを活用した消費者向けのネット
ビジネスには，電子商取引やネットオークションなどが通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

72.4

27.6

ディジタルカメラ

70.4

29.6

DVDレコーダ

62.6

プラズマテレビ

37.4

46.8

携帯電話機

解説論文

カーナビゲーション

53.2

15.4

84.6

サーバ

7.8

92.2

日本企業のシェア

デスクトップパソコン

7.7

95.8

海外合計

ルータスイッチ

2.5
0

97.5
20

図6

40

60

80

100%

ICT 家電産業における我が国のシェアあり，その消費者向けの市場規模は 2006 年に約 4 兆円，
ネットオークションは 2005 年で約 1 兆円の市場規模に（百万）
15,000

なっている．
ICT 革新は，ネットワークのインタコネクティビティと，専門を超えたコンテンツのインタラクティビティを10,000
人間が利用する
端末数飛躍的に向上させ，ICT 流通の変革をもたらした．これ
まで物やサービスの販売は対面取引を基本としていた．

5,000

それがオンライン仮想対面販売，直取引という新たな流物や生活環境における端末通形態が活発化した．しかし，このような市場拡大の一方でネットトラブルが後を絶たない．この問題には，現実世界とサイバー世界での信頼関係の形成，伝達，確認のメカニズムの違いが根底にある．このような問題を解2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 年

図7

ユ ビ キ タ ス 端 末 に よ る 市 場 拡 大（ 出 典：Forrester
Research, May 2001 より作成）決するために流通・取引秩序の再構築が望まれている．
2.4 ユビキタス端末

あらゆる人や物，環境の情報がネットワークに収集され，

図 6 に ICT 家電産業における我が国のシェアを示す．

更に蓄積され，利用されることも考えられることから，

カーナビゲーション，ディジタルカメラ，DVD レコー「安全性」への対応が必要になる
［16］，
［17］
．

ダ，プラズマテレビは世界市場の半分以上を占めている．
次世代携帯電話，光通信，情報家電等については，我が3．ICT 社会の分析

国の技術・製品に強みがある一方で，携帯電話，パソコ
ン関連，ソフトウェア関連の競争力は弱い［13］．

3.1 情報の量から質へのパラダイムシフト
ICT 社会の特徴は，放送やメディアのような同質の情爆発への対応とするのであれば，もう一つの ICT 社会報ではなく，様々なサイトからの異質な情報，多様な情

変革のかぎは端末である．これまでの通信手段の入口，

報が爆発的に増加していることにある．これに対し，人

単にネットにぶらさがる「端末」だったものが，大きく多間は一定量の情報しか処理できない．個人や組織が，収次元的に変貌する．図 7 に示すように，PC や携帯電話

集，分析，評価，管理できる情報量の割合が相対的に低だけでなく情報家電や電子タグ，ロボット，センサまで下する．そこで，情報の収集，信頼性の分析と評価をネッ

種々のものが端末としてネットワークにつながり，更に，

トワーク技術を活用することにより意思決定の質を高め

そのつながる端末の数もけた違いに爆発する時代が到来

る技術が必要となっている．図 8 に電子商取引におけるする［14］，［15］．ブロードバンド環境の更なる普及もあ

情報信頼モデルを示す．

り，端末自身の中身がすべて，ネット側に移行され，超シンクライアント端末も登場することが予想される．

例えば，サイトにアクセスし商品を購入する場面では，
カード情報などの個人情報を入力する必要がある．そのネットワークの側面から見れば，ブロードバンド性，とき，個人情報の漏えいやネット詐欺に対する不安や心

ユビキタス性をベースに，各種端末で処理されるコンテ

配を取り除かなければならない．場合によっては，悪貨

ンツだけでなく，位置情報，時間，所有者情報等を含め，が良貨を駆逐するように，モラルハザードによる市場崩

解説論文：ICT 社会のガバナンス

111

小特集❷

ICT 社会変革を構成する，最初のかぎを上述した情報サイバー 空間・ディジタル・インフラ
・ネット流通習慣・情報財・サービス財・検索（ランク，リンク）・決済・認証・電子現金・評判・ブランド・信頼
・信頼評価基盤

情報発信者
・コンテンツ・メタデータ・登録・物流網（店舗）
・対面流通習慣・物財・サービス財

図8

情報利用者
・個人情報
・メタデータ
・登録

リアル空間
・広告宣伝
・ポスレジ・物的認証・現金
・評判・ブランド・信頼

ICT ディジタル流通構造モデル

Peer A
Creative AgentRights, License, Price,
Quality, ….

Peer BMediation Agent
Reputation,
Bush Telegraph,……
Peer C
Enjoyment Agent
Evaluation,

Metadata
Metadata Exchange Network
network

Metadata Communication Layer
Digital Data

e-Authentication,
e-Payment

Shop, Institute,Content Holder,
Web Site, Theater,
Game Center,….

Content Delivery Layer
Broadband IP, Broadcasting, CD,DVD Logistic Networks

図9

メタデータ流通モデル

壊の可能性もある．利用者がサービスや商品，そしてそ克服した情報共有環境を実現するために進歩してきたもの後ろにいる人やネット事業者をどれだけ信頼してよいのであり，したがって，ディジタル革新は，情報の共有かを判断できるかが市場発展のかぎとなる．

と流通のパラドックスなのである［18］．

ICT 革新は経済発展の原動力であるし，それをうまくブロードバンド，モバイル，デジタル放送など ICT

活用して，知識サービス産業，知的情報産業へと産業構基盤の普及拡大により，モバイルコンテンツ，映像コン

造を転換しなくてはならない．そこで情報信頼基盤の社

テンツのネットワーク流通市場は年々拡大している．そ会実装が必要となる．社会の規範，習慣では，情報信頼の特徴を生かした流通秩序や制度設計が必要となってい性に関する自主的行動基準の策定や個人や企業の取組み

る．データそのものには，意味，価値，所有などを表現

あるいは情報信頼に関する第三者審査，規格，ラベル，する余地はない．このため，どんなコンテンツなのか，

ガイドライン等の策定などがある．個人や企業の情報信

それはどこにあり価格はいくらなのか，だれが創作し所

頼性に関する義務と責任の法制度化，情報トラストマー

有しているのか，更には評判や格付け，ランキングとクの発行，公的情報信頼評価・格付け機関の設立などがいった流通後に決まる様々な情報を記述する必要があ必要となっている．

る．これはデータについてのデータという意味でメタ

3.2 メタデータ流通基盤の整備

データと呼ばれる［19］．このようなメタデータを活用しディジタルコンテンツは，単なる 1 と 0 のデータにて新たな流通秩序を再構成していく必要がある．

よって構成されており，時間や物理量とは無関係である．

そのような ICT 流通秩序の再構成にこたえるネット

時間と無関係だからいつまでも存在し続け，変化するこ

ワークの機能分担構成モデルを図 9 に示す［20］．ディジとはない．物理世界の制約がないから，重さや場所とも

タルコンテンツを運ぶネットワークには，ブロードバン

関係がない．ディジタル技術は本来，物理世界の制約を

ド，モバイル，地上デジタル放送，物流ネットワークが112

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

体系（サイバースペース法）を整備し，規律のある世界を見，商取引，アフィリエートなど仲介サービスをつかさ構築し，安心して利用し活動できる世界を実現すること

どるサービス基盤を構築する必要がある．下位層のコンが必要である．

解説論文ある．その上位層で，メタデータを交換して，情報の発テンツ配信ネットワークと上位層のメタデータ交換ネッ
トワークの間には，情報を財として取引の対象とするた

4．ICT 社会のガバナンス

めに，情報や販売店の場所の探索，消費者や提供者の認証，ポスレジのような料金徴収などのマーケットインフ

4.1 ICT と文化の連携

ラが必要となる．

企業，組織の情報化，家庭や個人の情報化，社会やコ

3.3 サイバーネット社会との融合

ミュニティの情報化と進んできた．ICT が普及し，そのすべての情報がネット側に蓄えられ，利用されること

先には何があるのだろうか．我々は，技術基盤の上に文から，それらの多様かつ膨大な情報が個人の種々の情報化流通基盤の構築が不可欠であると考える．

とリンクされることにより，サイバーネット社会でのい情報化社会（Information Oriented Society）の第 1 段階

わば「自分」が存在し，時々刻々変化する状況に合わせは，大型コンピュータとシステム化の実用化による組織て，リアルな世界と連携し，個人の状況や環境に適応しや企業の情報化であった．次段階として，そのコンピュー

た新たな情報・サービスが提供されるものと考えられる

タのダウンサイジングとパーソナル化が進展し，個人や［21］．

家庭の情報化が進んだ．最終段階では，情報端末のネッ

逆の視点で見れば，サイバーネットでの世界が現実のトワーク化，ブロードバンド化，モバイル化が進み，行

リアルな社会と融合し，大きな影響力をもつものへと進政や電子商取引など社会経済活動やコミュニティ活動の展し，その行動形態や嗜好等に合わせて，自分も未来も情報化により情報化社会は最終段階へと進み，あらゆるネットワークが予測し，それが現実社会化していく可能

社会システムの情報化が進展している．

性がある．つまり，リアルな世界のほかにある，ネット物の生産・流通・消費が社会活動の中心である世界がワーク上のバーチャルな世界が，リアルな世界と同等の工業化社会であるとすると，情報の生産・流通・消費が力をもつ大きな存在となり，これが今後ますます発展し中心である社会が情報化社会であろう．情報化社会の先ていくものと考えられる．このバーチャルな世界は，瞬は，ICT を基盤として，国際レベルでの文化の交流を中

時的，全世界的なものであり，特に，情報量が極めて大心とする情報文化社会が予想できる［22］．

きく，目に見えず，情報に依存する社会のため，リアル

ICT は文明の代表であり，それは人間の知恵，技術がな社会でのフェイス・トゥ・フェイスでの相互信頼性の進歩し，生活が便利で快適になる面に重点を置いている．

確認等，情報の信頼性の確認が必ずしも的確に行えず，

これに対し，文化は，民族や社会の規範・習慣・風習・

自己での正確な判断ができないという危険性を含んでい

伝統・思考方法・価値観の総称である．ハーバード大学

る．

ケネディスクール学長であるジョセフ・ナイ教授は，こ

信頼性の基盤をもった ICT 社会を構築していくため

れからは，ソフトパワーが重要だと説く［23］．ハードパには，生活の視点から見れば，リアルな世界と同等の感ワーが，強制力によって相手を押さえつける力であるの覚で利用・生活できる，サイバーネット空間を構築するに対し，ソフトパワーは，魅力によって相手を惹きつけことが必要になる．

る力である．ジャーナリストのダグラス・マッグレイ氏

特に，膨大な情報から，個人が一方的な判断が行われは， 米 国 の 外 交 関 連 誌「FOREIGN POLICY」 に，ないように，膨大な情報を集約し，大切な情報だけを伝“Japan’s Gross National Cool” という概念を提唱した．

え，更に，不要な情報を排除できるように，ネットワー

GNC（Gross National Cool）とは，国力の指標として以ク上での生活が，人間的な速度で行えるように，サイ

前から使われている GNP（Gross National Products）に

バーネット社会との融合を念頭においた情報信頼性基盤

代え，国の総合的な格好良さを指標としてみてはどうか，を構築することが必要である．

という考え方である［24］．
日本クールの実例として映画，キャラクタ，ゲーム，の情報がネットワーク側に蓄えられ，利用されることか

J ポップなど様々なケースが挙げられる．このようなら，「安全性」への対応を図るための技術の確立だけでな

アート系のみならず，食文化（酒・醤油・寿司・豆腐・く，ネットワークや情報との責任分担論の確立，認証制

弁当など），衣食住文化（障子・畳・布団・盆栽など），度の検討，個人情報保護，著作権対応，などの個別の政精神文化（柔道・相撲・禅・茶の湯・武士道・生け花など），

策的課題の対応，更に，リアルな世界が法によって一定

環境文化（温泉・黒潮・津波など）の生活文化においても，の秩序が保たれているように，サイバーネット社会にも日本文化が世界で享受されていることは周知のとおりで全世界的レベルで適用可能な，民法，刑法等を含む法のある．

解説論文：ICT 社会のガバナンス

113

小特集❷

その実現のためには，サイバーネット社会でのすべて

技術だけでは世界は回らない．GNC を極大化するこには，我が国の人口は 7,000 万になるという予測もある．

とが，ICT の国際競争力の強化につながる．そのため科一方世界人類が抱える問題には，人口・食料・エネル

学技術に裏打ちされた商品・サービスの研究開発，それ

ギー・環境・教育（エイズ，戦争，なども含まれる）があを育む文化力を総合して ICT の国際競争力を強化する

る．ICT から何で世界に貢献できるかを考えることが重戦略が必要となっている．それには，伝統や芸術文化を要なのではないだろうか．その際，2050 年での日本の基盤とし，その上に科学技術により付加価値化を行い，立ち位置を，近隣アジア諸国などとの関係から見極める

情報文化を積極的に世界に発信することを通じて，国際必要があろう．その上で，人・物・資源も乏しい日本が，的な ICT 産業競争力，国家ブランド力を総合的に向上

文化と技術の部分で世界に存在感があり，頼りにされる，させることができないだろうか．日本映画，マンガ・ア

尊敬される国になっていくためには ICT の果たすべきニメ，現代美術，建築，環境対策，ファッション，食文

役割は何であろうか．

化，J ポップ，キャラクタ，ゲーム，ディジタル技術，

ICT の取組みとして，「Japan Cool」をキャッチフレー

ディジタル光通信，モバイル機器など，世界レベルで勝

ズにし，クールで格好良いイメージを世界に対して売り負できる情報文化・情報通信技術は多い．

出すことが ICT 復権のかぎとなることを提案したい．

4.2 ICT と社会の連携

伝統的・民俗的な文化を振興するにとどまらず，むしろ社会産官学連携による総合戦略について，世界最大のその文化基盤の上に最先端科学技術により積極的に付加

ディジタル家電市（CES：Consumer Electronics Show）

価値を付けていくことが望まれる．科学技術に裏打ちさを例として述べる．

れた現代情報文化を戦略的に PR することが効果的であCES では，消費者の立場から ICT を商品，サービスる．

として具現化し，広く世界に提供することに徹している．

5.2 ICT ガバナンス政策の提案

映像 PC，液晶や PDP ディジタルテレビ，インタラク

ICT 社会のガバナンスのエンジンとして「ICT ガバナティブや 3D テレビ，映像 DVD，PDA，次世代携帯，ンスフォーラム」の設立を提起する．それを核とした世携帯コンテンツ，カーナビ，カーマルチメディア，ディ

界初・日本発の ICT 施策を提案したい．

ジタルシネマ，DLP ホームシアタなど，ディジタル家

ICT 社会のガバナンス政策を推進するには，単に，技電関連産業市場の形成とその世界展開という姿勢が強く術的課題だけではなく，社会・文化の影響等を念頭に置現れている．

きつつ，新たな研究への取組みを行うとともに，これま主催国の米国は，15 万人の来場により，ラスベガス
観光・娯楽はもとより，販売・流通・提携などのビジネ

での延長線でない形での制度的な課題等，広範な視点で種々の課題に取り組むことが必要である．

スの実践と，ICT で世界をリードするという戦略的情報

ガバナンスとは，社会・文化の規範・慣習，法制度，発信を講じた。その経済効果は極めて大きく，CES で市場，技術の 4 輪をうまく連動させる原動力である．その取引総額は 1 兆円を下ることはないだろうと見られてれを駆動するエンジンが「ICT ガバナンスフォーラムいる．放送事業者は，CES の模様を連日報道し，時に（仮称）」であり，政策，工学，ビジネス，法学，社会学

は ICT ベンチャー企業へのインタビューを交え，投資等の英知を集結して技術と社会の調和を図り，ICT 革新家に対する ICT 市場レポートという徹底した情報経済を経済発展の原動力として，分野と専門を超えた新たな戦略をとっている．

連携や仕組みとしての ICT 社会を実現しようとするも我が国が最も得意とする白物ディジタル家電，アニメ・のである．

マンガコンテンツ，カーマルチメディア，モバイル家電，

社会，知財，コンテンツ，政策，研究，ビジネスといディジタルインフラ，自然や省エネなど環境関連産業，

うものをうまく機動させることが必要であり，そのため衣食住の文化や様式などを総合させ，科学技術，産業，には，種々の異分野の学が核となって，政策分野，ビジ社会文化が連携した情報力の強化を図ることが必要であネス分野等々と有機的に融合・連携する形で推進するこる．これを情報文化力（Information Soft Power）と呼ぶ．

とが必要であり，それを駆動するエンジンとして，「ICT

社会と産官学連携によって，総合的な国際情報発信を強ガバナンスフォーラム」を，工学系だけでなく，幅広い化することが必要である．

面々の英知を集めて作るべきではないだろうか．
5.3 ICT 政策課題

5．ICT 社会の政策課題

これまで述べた課題について，社会への影響，新たな研究への取組み，新たな制度による枠組みの政策課題を

5.1 e-Japan，u-Japan から c-Japan へ

リストとしてまとめ，表 1 に示す．

日本は出生率が 1.25 となり，先進諸国の中でも最も（ 1 ） 次世代 ICT 政策

早く超少子高齢化社会を迎えようとしている．2050 年

114

情報量爆発問題（速度，容量，遅延，エネルギー）を解

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

社会への影響○技術と市場解説論文

表1

ICT 政策課題リスト
新たな研究への取組み

・情報の量の爆発的増加 ・ICT メタデータ流通プラットフォーム整備・知識サービス産業，知 ・メタデータアライアンス
的 情 報 産 業 へ の シ フ ・情報量爆発問題に対応できる技術の開発
ト傾向

新たな制度による枠組み
・知的財産権侵害問題
・ディジタル著作権問題
・ディジタル権利のライフサイクル管理
・流通秩序や制度設計○情報信頼性基盤
・ロボットやセンサなど，・情報の真贋鑑定の困難性
・情報信頼性の義務と責任に関する社会（量から質へのパラダイ ネットにつながる端末 ・信頼のコミュニケーションモデル
規範，法制度，公共政策
ムシフト）
がけた違いに爆発
・情報の収集，信頼性の分析と評価
・情報トラストマーク（リアルスペースとサイ ・個人情報漏えい，ネッ ・信頼関係の形成，伝達，確認のメカニズム ・社会の規範，法制度，技術，市場
バースペース）
ト詐欺問題に対する不 ・ネットワーク上におけるフェイス・トゥ・ ・サイバースペース法安
フェイスの情報交換○技術と社会の調和政策 ・脱 ICT 社 会， ポ ス ト ・サイバーイノベーションインフラの整備○技術と文化の共創社会
ICT 社会・情報文化力の計量学
・技術と文化の相互作用メカニズムの解明
・文化遺産から産業資産アーカイブの構築

決するとともに，円滑な ICT ソリューション
（ハードウェ

・新たな社会産学連携の枠組みによる知流革命の推進・情報文化力戦略の提言と情報文化法
制度の構築

うまく連携させる仕組みの実現を図る．

ア，ソフトウェア，コンテンツ，サービス）を実現する．

4 輪の円滑な連携を図るため，サイバーイノベーショ

情報量爆発問題に対応するための技術開発に取り組む

ンインフラの整備を図るとともに，情報文化力の計量学，とともに，認証，課金，権利保護などを円滑に行うため技術と文化の相互作用メカニズムの解明等の実現を図の ICT メタデータ流通プラットフォーム整備，メタる．更に，実装モデルとして，文化遺産から産業資産アー

データアライアンスの実現を図る．

カイブの構築を図る．

新たな知的情報の流通秩序の形成に向けて，コンテン

新たな社会産学連携の枠組みによる知流革命の推進にツの円滑な流通等を図るための，知的財産権侵害問題，

向けて，情報文化力戦略の提言と情報文化法制度の構築

ディジタル著作権問題，ディジタル権利のライフサイクへの対応を図る．

ル管理への制度的対応を図るとともに，コンテンツの流

これらの ICT 政策課題に対する研究アプローチ・手通秩序や制度設計のための対応を図る．

法については，上述したように，単に，技術的課題だけ（ 2 ） 情報信頼性基盤政策

ではなく，社会・文化の影響等を念頭に置きつつ，新た情報の量から質へのパラダイムシフトに的確に対応すな研究への取組みを行うとともに，これまでの延長線でるため，電子商取引（物販・サービス），ディジタル商取ない形での制度的な課題等，広範な視点で種々の課題に引（情報財）等の市場活性化を図るとともに，サイバース

取り組むことが必要となる．

ペースでのネット利用も想定した種々の影の課題（個人
情報漏えい，ネット詐欺問題等）に的確に対応するための情報信頼性基盤の確立を実現する．
情報の真贋鑑定の困難性への対応を図るため，信頼のそのためには，例えば，検討すべき ICT システムを抽出し，① システムのモデルの検討・提案②

個々の要素技術の実現のタイミング，更には実現

コミュニケーションモデルの策定，情報の収集・信頼性時期を設定し，その実現時期とシステムの普及とのの分析メカニズムとその評価手法，信頼関係の形成・伝関係の分析，システム実現による社会的・経済的影

達・確認のメカニズム等の実現を図る．更に，サイバー

響の分析・評価

ネット社会との連携を図るための，ネットワーク上におけるフェイス・トゥ・フェイスの情報交換技術の実現を図る．

③

システム実現のための制度的対応すべき課題とそれらが与える影響の分析・評価

を多角的に実施し，情報通信政策として行うべき制度設
計等の ICT 政策論の研究を行うことが考えられよう．

義務と責任に関する社会規範，法制度，公共政策の設計場合によっては，その成果を政策の遂行にも活用しつつを図るとともに，サーバネット社会を想定した全世界的検証することも含めた対応も必要である．特に重要なのレベルで適用可能な，民法，刑法等を含む法体系（サイは，どのような視点でモデルを策定するかである．例え

バースペース法）への対応を図る．

ば，ネットワークやサービスは，多種・様々な端末，（ 3 ） 技術と文化の共創社会政策

ネットワークから様々なサービスを利用することになる

ICT による技術と社会・文化との調和，共創に向けて，ため，サービス提供の責任主体も多様化し，責任の切分

社会・文化の規範・慣習，法制度，市場，技術の 4 輪をけは複雑化する．そのため，単に従来のユーザと電気通解説論文：ICT 社会のガバナンス

115

小特集❷

円滑な情報信頼性基盤を実現するため，情報信頼性の信事業者との間の責任分界点だけではなく，電気通信事業者同士の様々な機能ごとに責任の分界点が発生し，責任の切分けは複雑化してくるものと考えられる．そのため，その確保を図るための政策としては，技術基準による責任の分界点の設定といった単なる技術的対応だけではなく，利用者等の消費者保護的な視点での制度設計，
社会・文化に基づく模範・慣習ルール作り等を組み合わせた総合的な対応が必要であり，それぞれの施策をいかにしてバランスをとって設計していくかがかぎになる．
その意味で，これらの状況を踏まえた，いわば「責任モデル」を策定することが，今後の ICT 政策論の重要な視点になるものと考えられよう．

の実態，調査報告書，2005.
［10］（財）マルチメディア振興センター，モバイルコンテンツ産
業構造実態に関する調査研究，報告書，March 2005.
［11］ 安田 浩，安原隆一（監修），曽根原登，ほか（著），コンテン
ツ流通教科書，アスキー出版，2003.
［12］ 東倉洋一，曽根原登，ほか，情報セキュリティと法制度，
丸善ライブラリー，2005.
［13］ 総務省，平成 18 年度版 情報通信白書，2006.
［14］ 渡辺克也， ロボットがネットワークにつながって僕たちの生活に飛び出てくる， ATR/ATR J., no.49, pp.2 ─ 3, April

2003.

［15］ 渡辺克也， ユビキタスネットワーク， 日本学術振興会
2002 年度インターネット技術第 163 委員会シンポジウム

2003.3.11.

［16］ 渡辺克也，ブロードバンド列島の近未来，日刊工業新聞社／
情報戦略フォーラム 2002，Dec. 2002.
［17］ 渡辺克也，ユビキタスネットワーク技術の将来展望と政策展開，電子情報技術産業協会／ディジタル家電フォーラム

2002, Sept. 2002.

市場，社会，文化の連携のあり方を ICT 社会のガバナン［18］ 林紘一郎（編著），曽根原登，ほか（著），著作権の法と経済学，
勁草書房，2004.
［19］ 曽根原登（編著），メタデータ技術とセマンティックウエブ，
東京電機大学出版，2006.
［20］ 曽根原登，ほか，招待講演「メタデータ流通基盤」，電子情報通信学会 IN 研究会，Nov. 2005.
［21］ Forrester Research，Inc.，2001.
［22］ 東倉洋一（監修），曽根原登，ほか（著），未来をさがそう，
ダイヤモンド社，2006.
［23］ J.S. Nye, Jr., “ The changing nature of world power, ”

スとして提案した．その実現のエンジンとして「ICT ガ［24］ D. McGray, Japan’s Gross National Cool, Foreign Policy.

6．む

す

び

理想の ICT 社会の実現には，技術と市場メカニズムとの関係だけにとどまらず，社会や文化との連携が不可
欠となる．自由と平等，そして安全に知的情報が流通する社会を知流社会ととらえ，その実現に向けて，技術，

バナンスフォーラム」の設立を提起した．具体的政策課
題について，社会への影響，新たな研究への取組み，新
たな制度による枠組みについて提案した．文化と技術において，世界に存在感があり，頼りにされ，尊敬される
ICT 社会を先進諸国に先駆けて実現したいものである．
謝辞

情報学サロンでは，技術，市場，社会，文化の連携のあり方について議論してきた．情報学サロンは，Cool &Culture の視点から c-Japan 宣言を策定し，c-Japan シンポ
ジウムでその内容を公開してきた．本論文は，情報学サロンのメンバである，長尾真，坂内正夫，東倉洋一，青山友紀，
榎並和雅，安田浩，久保田啓一，辻ゆかり，廣瀬弥生のメン
バ各位の議論に基づくところが多い．ここに深く感謝したい．
文

Political Science Quarterly 105, Summer 1990.

（平成 19 年 4 月 3 日受付，6 月 13 日再受付）

渡辺 克也（正員）▶昭 59 慶大・工・電気卒．同年，郵政省入省．以後，電気通信技術政策の企画，立案，推進に従事．その間，高度道路交通システム（ITS），新世代移動通信システム，ユビ
キタスネットワーク等の新たな情報通信システム実現のための技術政策の企画・推進等を担当．平 15 〜 17 独立行政法人通信総合研究所（現，独立行政法人情報通信研
究機構）出向．平 17 総務省総合通信基盤局電気通信技術システム課長．平 18 より国立情報学研究所客員教授．

献［1］ 渡辺克也， e-Japan 構想に見るユビキタスネットワーク社
会， 電子情報通信学会第 16 回光通信システムシンポジウ
ム，Dec. 2002.
［2］ 総務省，ブロードバンドサービス等の契約数（平成 18 年 12月末）
，報道発表資料，March 2007.
［3］ 日本工学アカデミー，日本学術会議（編），安田 浩，辻井重雄，曽根原登，ほか（著），2010 年コンテンツ産業に必要な 8 つの要件 d-commerce 宣言，アスキー出版，2004.
［4］ 曽根原登，新井紀子，ほか，ディジタルが変える放送と教育，
丸善ライブラリー，2005.
［5］ 総務省，我が国のインターネットにおけるトラヒックの集計・試算，報道発表資料，Feb. 2007.
［6］ 画像電子学会（編），曽根原登（編著），ディジタル情報流通システム，東京電機大学出版，2005.
［7］ 廣田啓一，曽根原登， コンテンツ流通における不正利用防止技術， 信学誌，vol.88, no.10, pp.823 ─ 828, Oct. 2005.
［8］ 廣田啓一，曽根原登， ディジタル映像流通に関わる著作権保護の今後の展望， 映情学誌，vol.59, no.12, pp.1786 ─

曽根原 登（正員）▶昭 53 信州大学大学院修士課程了．同年，
日本電信電話公社（現，NTT）入社．以後，
ファクシミリ，画像処理，神経回路網シス
テム，コンテンツ ID，コンテンツ流通シス
テム等の研究開発に従事．その間，昭 63〜平 4 国際電気通信基礎研究所（ATR）出向．復帰後，NTT サイバーソリューション
研究所メディア生成部長，NTT サイバーソ
リューション研究所コンテンツ流通プロジェクトマネージャ主席
研究員．平 11 〜 15 東京工業大学客員教授．平 16 より国立情報学研究所教授，国立大学法人総合研究大学院大学教授兼務．平 18より国立情報学研究所情報社会相関研究系研究主幹．工博．

1791, 2005.

［9］ 総務省情報通信政策所，メディア・ソフトの政策及び流通

116

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

小特集❷

放送通信融合とマルチメディア技術
解説論文

解説論文

放送・通信連携の海外動向

─各業界の動きから見える現在，未来の課題と可能性─
World Trend of Collaborating Services of Broadcasting and Communications
─The Subject and Expectation of the Present and the Future，
which are Visible from an Activity of Each Industry ─

石川清彦

†

Kiyohiko Ishikawa†

Summary

2000 万件に上っている．文字どおり放送を通信と融合させるのに十分な状況となった［1］．このことは国内に限ったものではなく，国際的な潮流となっている．例え2006 年，日本はほぼ全国で地上デジタル放送の視聴をば，2006 年 9 月時点で世界 25 か国において，地上デジ可能にした．デジタル放送は，ハイビジョン番組のほかに，

タル放送が既に開始されており，2015 年には，ほとん

ニュース・天気予報などをデータ放送として，いつでも視聴できるだけでなく，通信ネットワークとの高い親和性により，放送・通信相互の連携サービスや双方向サービスを可能とした．現在では，更に高度な放送・通信連携サービスを実現するため，次世代の放送技術に関する検討もまた世界中で始まっている．一方，高性能・高機能化した携帯

どすべての国においてデジタル放送への移行が完了するといわれている［2］．一方，全世界のインターネット利
用者は，10 億人に迫る勢いともいわれ［3］，これらの利用者に対して，放送事業者に限らず多くのコンテンツプ
ロバイダが，映像配信サービスを既に行っている．

端末は，通信を利用したマルチメディアコンテンツサービ

また，携帯端末の高性能・高機能化により，通信を利スのための端末であると同時に，放送型サービスの受信端用したマルチメディアコンテンツのサービスも開始され末として期待されている．携帯向け放送型サービスの技術
開発や標準化は，IPTV などと同様に国際的に進められており，
一部サービスも開始されている．
このような背景のもと，放送コンテンツを通信で利用するだけでなく，世界中でIPTV のように通信による放送を可能とする現状は，真の意
味での放送通信の融合・連携サービスのスタートである．

ている．それに続くサービスとして，携帯端末向け放送
型サービスが期待されており，実現のための技術開発や標準化も国際的に進められている．こういった背景のもと，本論文では，海外の放送通信連携サービスの動向，
現在の課題，今後の可能性について述べる．

Key words

2．世界の放送・通信連携サービス

デジタル放送，IPTV，DRM，コンテンツ，双方向サービス

本章では，地上デジタル放送とそれに伴う，各国での放送・通信連携サービスの現状を紹介する．

1．ま え が き
日本国内では 2000 年 12 月の衛星デジタル放送，2003の融合，連携による様々なサービスに対する期待が膨らんでいる．国内でデジタル放送を視聴可能な世帯数は3000 万世帯を超え，ブロードバンド回線契約数もまた†日本放送協会放送技術研究所，東京都
N HK（Japan Broadcasting Corporation）Science & TechnicalResearch Laboratories, Tokyo, 157-8510 Japan

解説論文：放送・通信連携の海外動向

従来の放送には，地上放送と衛星放送があるが，地上アナログ放送の多くの送信ネットワークをディジタルに変更しなければいけないという意味では，地上放送のディジタルへの移行は，衛星放送に比べて，その作業量において大きなインパクトをもつ．そのため，衛星放送
以上に，各地域に合った放送方式が，これまでに検討されてきた．ここでは，地上デジタル放送の現状を紹介するとともに各方式の特徴を簡単に述べる．
地 上 デ ジ タ ル 放 送 の 放 送 方 式 は， ヨ ー ロ ッ パ の

117

小特集❷

年 12 月の地上デジタル放送の開始により，放送・通信

2.1 世界の地上デジタル放送サービス

DVB-T（Digital Video Broadcasting-Terrestrial）， 日

ある．まさに，通信との連携サービスならではといえる．

本の ISDB-T（Integrated Services Digital Broadcasting-

CBS は，Yahoo と提携し，報道番組「60 minutes」を拡Terrestrial），アメリカの ATSC（Advanced Television

張したプレミアム番組をインターネット上で配信サービ

System Committee）が，実用化されている．DVB-T とスしている．

ISDB-T は， 伝 送 方 式 に マ ル チ キ ャ リ ヤ の OFDM

更 に，CBS は， ネ ッ ト ワ ー ク 映 像 配 信 ユ ニ ッ ト（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式をSlingbox を 販 売 し て い る Sling media に，Clip+Sling

採 用 し，ATSC は， シ ン グ ル キ ャ リ ヤ の 8 値 VSBというサービスを提供することを検討している．この（Vestigial Sideband）を採用している．移動体向けには，サービスは，スポーツなどの番組クリップを配信し，マルチパスに強い OFDM が適しているとされる［4］．

Sling media を使うことによってユーザは，ダイジェス

DVB-T は，移動体受信を想定していないが，ISDB-T

ト視聴するためのクリップを選択することなどを可能とでは，携帯端末向け専用のワンセグ放送も規定されておするもので，友人などとクリップを共有することもでき

り，より移動体向けを重視した方式といえる．

る．

一方，ATSC には，他の方式に比べて，周辺ビルな

一方，通信会社大手の Verizon や at&t などは，IP を

どからのマルチパスがなければ，多少弱い電力の電波で利用したサービスを開始している．これらの通信会社は，も受信できるメリットがある．

ケーブルテレビに対抗して，地上放送の再送信や人気番

また，地上デジタル放送は，放送サービス内容により，
大きく 3 種類に分けられる．アナログ放送と同じ内容を組の VOD サービスと，インターネット接続・固定・携
帯電話を合わせたサービスも提供している．

デジタル放送とするだけのサイマル放送型，ヨーロッパ

放送事業者は，現状のサービスに加えて，インターで主流の多チャネル放送型，日本やオーストラリアのネットの普及に伴う，視聴者のテレビ離れに対し，コン

HDTV 放送型である．ほぼ国ごとの傾向がある一方で，テンツプロバイダとして，テレビ以外の端末でも，収入

アメリカのように，これらの型の混在する国もある．放を得るため，インターネットを利用した新たなサービス

送内容に関しては，各国の事情により異なり，放送方式も検討している．

の違いもこのあたりからきているケースもある．

また，アメリカでは，IPTV の独自サービスがケーブ

放送方式，放送内容は，各国異なるが，デジタル放送

ルテレビ，ISP（Internet Service Provider）などから提の開始により，放送・通信連携サービスという点では，案されている．IPTV 独自サービスは，受信端末となる

何らかのアプローチが各国で進んでいる．次節では，国専用 STB（Set Top Box）を利用している．ここでは，別に代表的な例を挙げる．

CES 2007 での展示を例に各種 IPTV サービスを紹介す

2.2 アメリカの放送・通信連携サービス

る．STB を製造する Motorola は，既にサービスを行っ

アメリカの放送事業者は，連邦逓信委員会（FCC：ている Microsoft TV を紹介，Microsoft は，次世代サー

Federal Communications Commission）に与えられた周

ビ ス の Windows VISTA Media Center を PVR

波数帯域をどんなサービスにも利用できることになって（Personal Video Recorder）
機能をもつ PC にて紹介している．そのため，現在，多チャネル放送型のサービスをいる．図 1 は，Microsoft TV の番組ガイド画面，図 2 は，行っている放送局が，全体の約半数ある．その一方で，Microsoft のデモ用 PVR である．TiVo は，図 3 に示す

全米ネットワークをもつ放送局の一部は，プライムタイ

MPEG2 HD 用の PVR を展示しており，まもなくサームの放送番組を HDTV で，放送系列局に配信しているビスが開始される．また，TiVo では両親が選んだコン［2］．

テンツのみ視聴可能とする TiVo Kids というサービス

全米ネットワークをもつ放送局の HDTV サービスにもあり，子供に配慮したサービスをセールスポイントとより，その認知度は高まり，徐々に，HDTV の放送が，している．Microsoft や TiVo に限ったものではないが，

増 加 す る こ と が 期 待 さ れ る． 事 実，2007 年 の CES

個人のビデオや，写真をインターネットにより，それぞ（Consumer Electronics Show）［5］
では，HD コンテンツ

れの Web サイトにアップロードした後，知人に E-メー

に関する技術展示のほか，スポーツ専門局の HD 放送にルで暗証コードを知らせることにより，IPTV ネット経関する展示も見られた．

由で STB にダウンロードして視聴するサービスを検討

また，ABC，NBC，CBS の全米ネットワークを擁すしている．

る放送局は，メインニュース番組の通信でのサイマル

更に，リアルプレーヤの提供元であり，ラプソディとキャストによる無料提供や，放送終了後にオンデマンド

いうサービスを行っているリアルネットワーク社は，ラで視聴できるサービスを既に開始している．放送終了直

プソディ上での新しい VOD サービスを検討している．

後からのオンデマンドサービスは，番組を見逃した視聴

ユーザは，定額（約 50 ドル）でコンテンツをラプソディ

者が，再放送を待たずに，視聴できる便利なサービスでサービスでダウンロードして利用できる．ユーザが E-

118

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

解説論文

図1

Microsoft テレビ番組ガイド（CES 2007 Motorola の展示から）たものである．CES2007 では，同様なサービスが，このほかにも各社から展示されている．
このように，アメリカでは，放送事業者からも通信事業者からも双方の事業に乗り出している状況に加えて，
リアルネットワークのようなコンテンツサービスプロバ
イダが，放送と通信の融合を加速している．
2.3 ヨーロッパの放送通信・連携サービス
ヨーロッパでは，国により状況は異なるが，全般的には，通信事業者による大規模な IPTV サービスが展開されつつある．ケーブルテレビの加入世帯が，3600 万
図2Vista Media CenterPVR デモ機（CES 2007 Microsoftの展示から）

世帯のうち 90％［4］を超えるとされるドイツでは，放送のディジタル化よりも通信事業者の IPTV への参入に
よ る デ ィ ジ タ ル 化 が 話 題 に な っ て い る．Deutsche
Telekom は，IPTV に 関 し て Microsoft と 提 携 し，Microsoft の IPTV プ ラ ッ ト フ ォ ー ム「Microsoft TV
IPTV Edition」を用いて，ドイツ国内のサービス利用者にインタラクティブサービスを含む各種ディジタルテレ
ビコンテンツをサービスしている．2010 年の加入者数
を 150 万人と予測している［6］．
逆に，ケーブルテレビの普及率が比較的低いイタリア
でも，新興の通信会社 FastWeb が，IP による電話，イ
ンターネット，IPTV のトリプルプレイサービスを実用化している．現在，加入者数は 100 万を超えるといわれて い る． ヨ ー ロ ッ パ 最 大 の IPTV 市 場 と も い わ れ，

図3

TiVo HD PVR デモ機（CES 2007 TiVo の展示から）France Telecom をはじめ，複数の事業者がサービスを開始しているフランスは，IPTV の契約者数は，約 200

メールで，友人などに暗証コードを送ることで，共有す

このように，旧国営通信事業者を含む，ヨーロッパのるコンテンツを無料で指定することができ，共有したコ

通信事業者は，自国内あるいは海外でもブロードバンド

ンテンツは，それぞれの人が 1 か月間 25 回まで，無料

サービスを実施し，既に，IPTV サービスへの拡張をしで視聴することができるとのことである．25 回は，著ている事業者もいる．旧国営通信事業者は，いずれも作権者との合意によりリアルネットワークが独自に決め1980 〜 1990 年代にかけて，EU の電気通信分野におけ

解説論文：放送・通信連携の海外動向

119

小特集❷

万人といわれている．

る規制緩和・新規参入政策に基づいて，自社のケーブルのケーブルテレビ加入者，5,000 万人のインターネット

テレビ事業を分離されている．これらの民営化された加入者がいる．ケーブルテレビは，通常のデジタル放送

ケーブルテレビ部門では，ディジタル化が遅々として進サービスに加えて，双方向サービスも HFC（Hybrid

んでいないが，大手通信事業者は，IP によるディジタル

Fiber Coax）と LAN 若しくは，専用ケーブルモデムに化を導入している．ケーブルテレビ事業を切り離されたより実施されている．ケーブルテレビのサービス内容は，ことにより，ヨーロッパの通信事業者は，IPTV サービ

テレビ放送，ニア VOD，データ放送，ブラウザサービス，スを独自に展開している．

双方向サービスとして VOD，タイムシフトサービス，

そんな中で，ヨーロッパの放送事業者として，IP へ

Web サービスがある．今後の技術的な課題として，コの事業展開に積極的であるのが，イギリスの BBC であン テ ン ツ の ア ク セ ス 制 御，EPG（Electric Program

る．現在，BBC は，8 テレビサービス，11 ラジオサー

Guide） の 統 合，DRM（Digital Rights Management），

ビスに加えてオンラインサービスや双方向サービスを

ケーブルテレビ事業者間の相互運用性，サービスの拡張行っており，地上，衛星デジタル放送ともに同規模のサー性の向上を挙げている．

ビスを行っている．イギリス国内のデジタル放送は，また，IPTV も通信事業者によって，27 万人の加入

2006 年 3 月末で全世帯の 72.5％に普及しており，各受者によりサービスが開始されており，ほぼケーブルテレ

信機別では，地上デジタル放送 710 万世帯（39％），衛星

ビと同様のサービスが提供されている．サービスの差別

デジタル放送 770 万世帯（42％），デジタルケーブル 280

化や技術的な完成度など，まだ，中国での課題は多い．

万世帯（15％）と現状は地上と衛星デジタル放送の受信世

日本では，IPTV フォーラム［8］において，通信事業者，帯数はほぼ同数である［2］．今後は，地上デジタル放送

放送事業者，家電メーカがメンバとなって，NGN（Next

受信世帯の増加が予想される．更に，BBC は，デジタ

Generation Network）［9］の利用も見越した IPTV 対応

ル放送による様々な新サービスを検討するだけでなく，受信機仕様を検討している．サービス内容には，独自 IP

インターネットを利用した VOD サービスを開発してい放送，VOD，ダウンロードサービスなどを想定しており，

る．

2008 年から一部サービス開始を目指している．今後のBBC のインターネットサービスは，放送事業者による本格的サービスの一つであり，技術的にも興味深い仕様を含んでおり，3. で詳細を述べる．

コンテンツ流通における IPTV の発展が期待される．
本章で紹介してきた放送・通信融合サービスを無料で提供するのか，それとも追加のサービスとして有料にす

2.4 アジアの放送・通信連携サービス

るのかは，放送事業者の理念や戦略によって判断が異な

アジアもヨーロッパ同様に国の状況により，サービスるため，各国，各事業者により，その対応は分かれてい内容などは異なる．韓国は，インターネット普及先進国

る．

ら し く 1999 年 に 商 業 放 送 の SBS に 続 き 公 共 放 送 の
KBS や MBC，EBS といったすべての地上放送事業者が3．放送事業者によるインターネットサービス

インターネット放送を開始している．これらのインター
ネットサービスは 3 種類に分けられる．

世界中で，多くの放送事業者が VOD サービスを開始

自社サイトでの有料・無料のニュースなど個別番していることを述べてきた．ここでは，中でも多くのコ組視聴や，地上チャネルのサイマルキャスティング

ンテンツをもち，既に世界中に情報発信している放送局

II. 関連会社による運営の自社サイトからポータルサ

であるにもかかわらず，インターネット配信に積極的な

I.

イトの有料 VOD 視聴
III. VOD でダウンロードした後に携帯端末で視聴
このように，地上放送事業者の自社サイトで，放送
チャネルのサイマルキャストのサービスが会員登録者に対して実施されている．

BBC を例に，サービス，配信技術の具体的な内容を紹介する．
3.1 BBC の VOD サービス
BBC は，現在，世界で最も大規模な公共放送である．
前章で述べたようにディジタルの新技術を応用したサーまた，デジタル放送において独自の方式をもたない韓ビス開発に努め，公共サービスとして提供することを明国では，TVSTORM のようにあらゆる方式のミドル言している．新技術を応用したサービスは，iPlayer［10］ウェアをプラットフォームとして提供し，IPTV の普及

サービスと呼ばれる．iPlayer サービスは，イギリス国に貢献しているような企業［7］もあり，今後 IPTV サー

内限定で，受信許可料を還元するための 公共サービス

ビスも増加すると考えられる．

として位置づけられている．配信されるコンテンツは，

中国の広播科学研究院（ABS：Academy of Broad-

権利処理が済んだものに限られる．また，テレビ放送番

casting Science）によると，中国では，2006 年時点で，組のストリーミング配信も実施している．これらのコン

3,000 社以上のケーブルテレビ事業者と 1 億 2,600 万人

テ ン ツ 保 護 や 利 用 制 限 な ど に は，kontiki［11］ や

120

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

受けられるように，国内のテレビ，インターネット，モ

iPlayer サービスには，自宅のパソコン（PC）で放送後バイル端末など，すべてのプラットフォームに普遍性を

1 週間に限り，見逃したテレビ番組を無料視聴できるキャッ

もたせるべく，新しい技術を投入する」という課題が掲

チアップテレビサービスと，ニュースやドキュメンタリ，

げられている．

自然科学の番組をダウンロードして編集素材として利用

これらのサービスを無料とするか有料とするかに関しできるサービスなどがある［10］．図 4 は，キャッチアッ

ては，サービス立上げの初期段階で決定する方針とのこ

プテレビの番組ガイド画面の例である．ここには，前日とである．

放送されたテレビ番組の放送時間，ジャンル，チャネル

3.2 iPlayer 本サービスに向けてが表示されている．興味深いのは，ユーザのレイティン

BBC は，5,000 人を対象として，2005 年 11 月〜 2006

グが星印によって表示されることである．ユーザの視聴

年 2 月に試験サービス実施している．図 5 は，そのサー意欲を高めるのにユーザのレイティングを利用するあた

ビス概要である．番組放送後 7 日間の見逃し無料期間中

りは，インターネットサービスの特徴を生かしている．

にダウンロードしたファイルは，利用者の PC で 13 週

ユーザは，このガイド画面から番組をダウンロードして間後までオープン可能で，オープン後 7 日間の視聴を可

視聴することになる．この仕組みは，ほぼ実運用できる能とする．ファイルは，kontiki の DRM 技術によりオー状態にあり，実際に昨年のワールドカップドイツ大会でプン後 7 日間で消滅するという視聴制限を加えることで，は，BBC が放送権をもつ 35 試合についてテレビ放送とコンテンツを保護している．

同時にサービスを行っている．

解説論文

Microsoft の DRM 技術［12］を利用している．

BBC は，この iPlayer の試験サービスの実施によるBBC は，iPlayer サ ー ビ ス の ラ イ バ ル を Google や評価結果を次のように公表している．サービス利用者・Yahoo と位置づけてサービスを推進しており，インター

著作権の権利者団体とも反応は良好で，ファイルの違法

ネットサービスを新しい原動力として，政策課題に位置

ダウンロードなどのトラブルもなく高い評価を得ていづけるほど，熱心な活動を行っている．BBC は，VODる．また，著作権の観点で，映画，スポーツ，写真や美サービスに 1 億 5,000 万ポンド（約 300 億円）投資を行術を多用したドキュメンタリなどの提供は困難であるとい，Microsoft とディジタルコンテンツ配信で戦略を共の見方が強いことも公表している．視聴者は，PC にダ有するなどしている．また，政府から デジタル UK を

ウンロードした番組のうち，実際には約半分しか視聴し達成するためデジタル放送の普及に向けて大きな役割をないことも判明した．また，今回のサービスのように果たすように，「だれでも，どこでも BBC のサービスを

ファイルオープン後の 7 日間を視聴可能とする制限につ

小特集❷

図4

キャッチアップテレビの番組ガイド画面（http://www.bbc.co.uk/）

解説論文：放送・通信連携の海外動向

121

放送

表1

BBC iPlayrer
13 週

番

7 日間

有料

組

無料

ダウンロードダウンロード可能PC

図5

商業ベースの番組展開

ファイルオープン可能

iPlayer サービスの権利に関する現状

権利所有者

許諾状況

作曲家
実演家
脚本家
文芸作品権利所有者

本サービスの「7 日間を超える延長視聴」も公共サービスの定義でカバーする．
音楽は，DRM 付きダウンロードは許可する．

楽曲権利所有者( レコード会社 )本サービスでの許諾は得られていない．

出演者

2007 年 7 月以降の許諾は得られていない．

7 日間

オープン 視聴可能

BBC iPlayer の試験サービス概要

3.3 番組の権利処理
放送番組のインターネット配信において，重要な検討事項の一つは，番組著作権の権利処理である．BBC は，番組の利用権利に関しては，iPlayer サービスのみの権多利として取得するのではなく，公共サービスとして番組の制作時に広い範囲で確保するようにしている．一般にあり，番組の制作時に広い範囲で権利を確保することは，困難も多く断念せざるを得ないこともある．一方で，イ

キャッチアップテレビ

少

視聴リクエスト

放送局は，まず良い番組を放送で提供することが第一でンターネットモバイルなど番組送信手段が多様化する中
クリエイティブアーカイブ
サービス（無料）

で，権利を分割して確保することもまた困難である．番組の著作権には，出演者，BGM など複数の権利が存在するため，後の権利処理はいっそう複雑となる．そのた

見逃しサービス（無料）

商用サービス（有料）

図6

オープンアーカイブサービス（無料）

要求に応じたサービスの種分け

め，現状のインターネットなど通信サービスを利用する
ためには，番組を他の手段で送信する権利をあらかじめ広範囲で確保することを重要視した施策をとらざるを得ない．このような広範囲での権利取得を実践している
BBC においては，サービスの中でもインターネットサー

いては短すぎるという声も多く，現在，期間の拡張が検ビスの位置付けが高いことがうかがえる．表 1 は，iPlayer

討されている．

サービスの権利に関する現状である．公共サービスの定

更 に，iPlayer サ ー ビ ス で は， 図 6 に 示 す よ う に，義でカバーできるところが，7 日を超えていることは興BBC は，多くの番組要求に対応するように，番組を 3

味深く，7 日間が一つの無料，有料の境界となっており，種類に分けて，サービスを検討している．見逃しサービ

今後，BBC のサービスが，他の事業者に影響を与える

スとも呼ばれるキャッチアップテレビサービスは，最も可能性も高いと考えられる．

多くの要求があり，放送後 7 日間の無料サービスとして実施するとしている．その次に，要求が多い番組につい

4．IPTV を支えるサーバ技術ては，商用サービスを考えており，この領域に分類される番組に対してサービスを充実させることで有償にしてIPTV の様々なサービスを実現するためには，サーバも付加価値を高くできると考えている．更に，それより側の技術も不可欠である．シスコシステムズは，従来とも要求の少ないロングテールの番組については，オープ

異 な る 次 世 代 プ ラ ッ ト フ ォ ー ム に 対 応 す る CDS

ンアーカイブとして無料とすることが検討されている．

（Content Delivery System）を VOD サーバとして開発

また，その中の一部のコンテンツの編集等の加工をクリしている（図 7 参照）．

エイティブオープンアーカイブとして許可している．こCDS はオリジナルコンテンツ保存のためのヴォルトのような番組の視聴者による素材としての利用は，今後サーバとエッジサーバであるストリームサーバを利用しの番組利用方法の多様化の可能性を示唆している．このてコンテンツを配信し，サーバへのアクセス集中時に対ように BBC は，保有する番組の有効利用を単に番組配する効率を高くしている．また，ヴォルトサーバからス

信事業としてではなく，コンテンツ流通という観点でもトリームサーバへのコンテンツ転送をネットワークの遅詳細に検討している．

延を除き，約 300 ms 以下の遅延で高速処理できること

122

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

解説論文

単一アプリケーション用の従来型デバイス

リアルタイムサービスを実現する
次世代プラットフォーム
Internet

Programming

Programming

ヴォルトサーバ
VS

図7

ストリーム
サーバ

従来型と CDS（Content Delivery System）の概念図

Content Hours Ranked By Popularity
Bandwidth Usage
POPULARITYTV Streamer Array

100%

Vault Array

1 ─ 5%

Technology

Cost

DRAM

100X

SCSI

5X

SATA Disk

1X“Long Tail”
Streamer

Vault

Content Location

AVAILABLE CONTENT

図8

サーバの利用効率

でユーザに多種類のコンテンツをストレスなく提供できる．更に，ストリームサーバ同士がリダンダント機能（HDD の RAID の機能に相当）をもっているため，片方に障害を生じてもサービスを中断することがない．CDS
は，この機能により，図 8 に示すようにサーバをすみ分けることにより，ロングテールのコンテンツまで，サーバを高い効率で利用できる．
また，CDS の特徴として，映像本編だけをトリックプレイし，本編以外の一部分を差し替えるという機能がある．例えば，コンテンツの一部分となる CM などに対して，コンテンツを 4 倍速で早送りした場合，4 倍速再生される CM の代わりにあらかじめサーバに蓄積しておいた 4 分の 1 の尺となる CM に差し替えたり，巻き戻しした場合も同様に CM 部分を通常再生に差し替えたりする機能をもっている．

図9

Scientific Atlanta の IPTV 受 信 機（CES 2007 Cisco
System の展示から）トランタ（Scientific Atlanta）は，クライアント側となる
IPTV の受信機（図 9）も製作しており，映像デコーダにはプログラマブルな FPGA（Field Programmable Gate

トでの高画質を維持している．
このように，サーバ側とクライアント側を併せて開発している企業はまだ少ない．

Array）
による DSP（Digital Signal Processor）
を用いて，常に最新のアルゴリズムにすることでより低ビットレー

解説論文：放送・通信連携の海外動向

123

小特集❷

更に，シスコグループ企業のサイエンティフィックア

8K に加えて DVB-H 用として 4K を追加して，効率良
くデータを伝送できるようにしている．また，先に説明

5．携帯端末向けサービス

したように，映像など大容量のデータの伝送プロトコル
日本では，地上デジタル放送の携帯端末向けサービスには，UDP を利用して TCP に比べて信頼性は低いが，「ワンセグ」が開始されている．諸外国のサービスの中で高速に伝送するようにしている．そのため，誤り訂正符も大きな期待を寄せられるのが，日本のワンセグ同様に号（FEC：Forward Error Correction）を用いている．

携帯端末向けサービスである．海外の携帯端末向け放送

FEC は，IP 層で実行するため，DVB-H は，DVB-T のは， 大 き く 分 け て，DVB-H（DVB-Handheld），DMB

放送波との親和性を保っている．また，DVB-H では，（Digital Multimedia Broadcasting），MediaFLO の 3 方

制御信号も含めて，IP 層で放送でき，通信サービスで式が存在している．本章では，3 方式の現状と特長を述も IP データを再利用できる．更に，携帯電話の課金やべるとともに，それらによるサービスを紹介する．3 方E コマースのシステムと連携でき，放送環境とモバイル

式は，いずれもワンセグ同様伝送方式に OFDM を採用

サービスの間をユーザは意識することなくシームレスにしているが，IP データ放送サービスを可能としており，利用できる．

通信との親和性や連携サービスを現状のワンセグよりもまた，フランスの EXPWAY は，イタリアで同社の重要視している．

提供する ESG（Electric Service Guide）サーバを利用し3 方式の中で，IP データ放送に最も力を入れているとた DVB-H のサービスを既に始めている．このサービス考えられる方式が，DVB-H 方式である［13］
，
［14］
．IP

の特徴は，FastESG サーバを用いることで，図 11 に示

データ放送の典型ともいえる DVB-H の伝送システムのすブロック図のように，ESG の XML データや，バイプロトコルスタックを図 10 に示す．通信を利用したサーナリーデータ，双方向サービスのためのデータ，コンテ

ビスであるが，TCP（Transmission Control Protocol）

ン ツ な ど 様 々 な デ ー タ を 扱 え る こ と に あ る． ま た，を利用した双方向サービスだけでなく，UDP（User

XML の圧縮方式である MPEG BiM を標準に用いるこDatagram Protocol）を利用することで，放送のようなとで，平均 30％程度伝送容量を小さくし，2 〜 3 倍程度

プッシュ型のサービスを行うことを想定している．その端末での処理速度を高速化している．更に，ESG のス

ため，ユーザは，オンデマンドではなく，携帯端末に蓄トリームの 60 kbit/s 程度の効率化も実現している．

積された状態ですぐに利用できる．例えばファイル型の一方，韓国でサービスが開始されている DMB には，

映像コンテンツは，深夜時間帯などユーザが意識しない衛星による S-DMB（Satellite-DMB）と地上波によるでダウンロードされていることになる．また，コンテン

T-DMB（Terrestrial-DMB）方式がある［15］．S-DMB は，ツ視聴に関する利用条件などもコンテンツ制御用データ

日本国内では，モバイル放送株式会社から 2004 年 10 月

として伝送するため，様々な課金形体にも対応している．

より，サービスが開始されている［16］．ここでは，韓国

DVB-H 方式は，ヨーロッパを中心に標準化されており，

で 2006 年 5 月にサービス開始の T-DMB について紹介

固定，車載端末向けの標準である DVB-T をベースとしする．T-DMB は，DAB（Digital Audio Broadcasting）ている．DVB-T の変調方式である OFDM には，デーをベースとしている．DAB 自体は，デジタル音楽放送

タ 搬 送 波 の 違 い に よ る モ ー ド と 呼 ば れ る 帯 域 幅 が，システムの標準であり，伝送帯域は 1.5 MHz と狭く，

ISDB-T 同様に定義されている．DVB-T のモード 2K，受信端末の消費電力を低くできるという点で携帯端末向Application (s)IP 用ペイロードフォーマット

携帯電話ファイル形式
バイナリーデータ
テキストデータなど

電子サービス
ガイド

データカルーセル

ストリーミング制御用データ

コンテンツ
制御用データ

コンテンツ
制御用データストリーミング型コンテンツ（映像音声など）

その他の制御用データ
HTTP

ファイル型コンテンツ
UDP

TCP

IP
DVB-H

図 10

124

Point-to-Point Bearer

DVB-H の IP データ放送のプロトコルスタック

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

解説論文

IPDC ESGXML Data
BinaryAuxiliary
Data

FastESGTM Server

Automation
Conversion
Aggregation
Adaptation

ESG Database
IP Multicast
ESG Sessions

ESG Processor

ESG Carousel

Interactivity
Data

IP Multicast
ContentCastTM
Sessions

IP Encapsulator

Content
CastTM Files

図 11

ESG サーバのブロック図（http://www.expway.com/）

けである一方で，音楽放送が前提となっているため，そ

受信品質を維持するために，階層化変調方式を用いていのままでは映像サービスを提供できない．動画映像を含る．この方式は，コンテンツを 2 階層に分けて伝送する

むマルチメディアサービス実現のためには，音声放送よ方式で，それぞれの階層に 2 ビットずつの情報を提供し，りも低いビットエラーレートを受信側で確保する必要が適切な受信 SN 比が確保できる場合は，テレビ放送と同

あ る． そ の た め，T-DMB の 送 信 側 に は，RS（Reed

じ 1 秒 当 り 30 フ レ ー ム と な る 30 fps（frame per

Solomon）符号化器，並びに畳込みインタリーバを付加

second）の映像サービスを行い，SN 比が低い場合にはして，伝送エラーを低減している．そうすることで，

15 fps で，基本サービスを維持する方法である．MediaVHF 帯 の T-DMB で MPEG TS（Transport Stream）

FLO では，映像や音声コンテンツの伝送と IP データ伝を用いて，映像コンテンツを伝送できる．T-DMB のサー

送の両方を想定しているが，DVB-H と異なり映像など

ビスを利用するためには，専用アプリケーションを実行

は IP 上では放送しない．FLO 方式は，映像や音声コン

す る た め の ワ ン セ グ の BML（Broadcasting Markup

テンツを MPEG TS で伝送する場合，IP データを映像

Language）に相当するミドルウェアが受信機に必要であ同様に MPEG TS で伝送する場合に発生するプロトコ

る．ワンセグの BML C-profile 同様に，T-DMB ではミル機能の重複による非効率を避けるために，映像コンテ

ドルウェアにより，専用アプリケーションを実行し表示

ンツや IP データを，直接専用プロトコル上で伝送する．

するからである．また，T-DMB は，ミドルウェアの専用プロトコルにより，受信端末は視聴する番組が送らAPI（Application Programming Interface） に よ っ て，れてくる論理チャネルのみ受信でき，消費電力を低減化

受信機の制御，アプリケーションのライフサイクル制御

している．

なども行う．T-DMB のミドルウェアは，BML のようMediaFLO の映像サービスは，QVGA（Quarter Videoに標準化されておらず，今後の標準化が期待される．

Graphics Array）の画面サイズで 30 fps の映像サービスを基本としており，これに音声帯域を加えて，1 チャネ

多チャネルデジタル放送サービス MediaFLO を紹介す

ル当り約 350 kbit/s の伝送帯域となる．この基本スト

る［17］．MediaFLO 方式は，伝送方式と，実際にサーリーミングビデオを 15 チャネル以上，音声ストリーミ

ビスされるコンテンツを，事業者が，通信ネットワーク

ングを 10 チャネル提供する．更に残りの容量を利用し，を利用してオンデマンド配信ではなく，放送のようにあらかじめ 10 分，20 分のコンテンツを端末にダウン

プッシュで配信するシステムからなる．無線伝送方式はロードしておき，ユーザが都合の良いときに視聴する映FLO（Forward Link Only），
コンテンツ配信システムは，像ファイルを伝送するクリップキャストサービスを 40

MDS（Media Distribution System） と 呼 ば れ て い る．

チャネル提供する．MediaFLO USA には，MTV，FOX，

FLO では，QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）若NBC，CBS が番組を提供し，Verizon が自社の携帯端

し く は，16QAM（Quadrature Amplitude Modulation）

末で視聴できるサービス（V Cast Mobile TV）を 2007 年を用いており，使用する帯域は 5 〜 8 MHz である．6

中に開始予定である．CES2007［5］の資料では，2011

MHz の帯域幅で，最高 11.2 Mbit/s，平均 6 Mbit/s の

年にはアメリカの mobile TV は 3,000 万台を超え，2010

スループットを確保できる．携帯端末において，一定の年には総売上げは 20 億ドルを超えると予測されている．

解説論文：放送・通信連携の海外動向

125

小特集❷

最後に，Qualcomm が開発を進めている携帯電話向け

この FLO 技術は，標準化を推進する団体 FLO フォー

アプリケーション

ラムにより，アメリカの TIA へ標準化提案され，TIA-

HTML/BML 言語

1099 となる予定である．

JAVA 言語

6．次世代ケーブルテレビと国際標準

C 言語

ITU-T SG9 は，J.200 シリーズ勧告でケーブルテレビ

ハードウェアアメリカにおけるケーブルテレビ会社は，専用の DRMが，その一方で，このように，プラットフォームレイヤ

JAVA ミドルウェア
OSのミドルウェアの仕様を勧告化している．2. に示したを用いた STB を利用して，既にサービスを行っている

HTML/BML ブラウザ

図 12

次世代ケーブルテレビの標準 STB のフレームワーク

構造の国際標準も検討されている．SG9 では，図 12 にユーザインタフェースの次世代のフレームワークは，ミドルウェアを実行エン

アプリケーション

ジン，ブラウザをプレゼンテーションエンジンとしている．2001 年 3 月にリリースした J.200 では，図 13 に示すようなアプリケーション実行環境アーキテクチャを規定 し て お り，IPTV の 仕 様 と も い え る． こ の 次 世 代
STB［18］は，IPTV のプラットフォームの標準ともい

実行エンジン

表示エンジン
アプリケーション
寿命モニタ
MEPGビデオ，
データ放送，各種サービスデータ
OSえる．
日本でも，内容の検討が進められ，通信事業者などを中心に寄与している．

ブリッジ機能端末ソフトウェア

示すような STB のフレームワークを規定している．こハードウェア

図 13

J.200 のアプリケーション実行環境アーキテクチャ

2006 年 10 月の ITU-T SG9 東京会合で決められた次世代 STB の仕様は，更に具体的なアーキテクチャを規多い．

定 し て い る． こ の ア ー キ テ ク チ ャ は，HFC（Hybrid

DRM が一般化されて，標準化されることで，IP 時代

Fiber Coaxial）ケーブルネットワーク依存部，非メディの STB が一気にコンテンツビジネスの世界規模の発展

ア依存部，そして STB コア部の構成になっている．今をもたらす可能性も残されてはいるが，日本に限らず，

後ケーブルテレビネットワークは，HFC ネットワーク

このあたりの課題の解決には，まだ時間を必要とする．

から FTTH（Fiber to The Home）ネットワークに移行
していく可能性が高いが，この STB のアーキテクチャの構成は，FTTH 移行時の問題を軽減できる．片方向

7．放送・通信連携サービスにおける課題と将来への期待で国内に限られる電波放送とは異なり，ケーブルテレビ
は，ネットワークの発達により，インターネットなどを現在，既に行われているサービス，検討中のサービス

利用して海外とも接続されることは間違いない．そのたについて，紹介してきた．これらは，ほんの一例にすぎめ，IP 時 代 の 伝 送 路 の 国 際 標 準 は，NGN（Next

ないが，放送・通信と一言でいっても従来の電波によるGeneration Network）を中心に ITU-T［19］で推進され放送，ケーブルテレビ，通信による IPTV，インターており，各国で NGN 準拠のシステム構築が進められてネットの延長線上のサービス，携帯向けサービスが，複いる．こうした中，東京会合で合意された STB 仕様で雑に混在していることが分かる．これらは，別々の事業ある J.290，J.291 は加速承認手続き AAP コンセントが者が個別にサービスを行っているため，プラットフォー

とられて，既に勧告化されている．

ムの共通化は，困難を極める．従来の放送は，共通の標

また，今後の国際市場においてコンテンツビジネスを

準プラットフォームに対するサービスであったが，通信進めるためには，STB を国際標準に適応させることがとの連携，融合は，複数プラットフォーム上で行われる重要である．しかし，現状では，国際標準によって詳細ことになる．これは，インターネットのように PC を受まで規定されているわけではない．特に DRM に関して

信端末として利用する場合，大きな問題はないかもしれ

は，各ビジネスモデルに適用したものを選択することがないが，テレビを端末とする場合には，大きな問題とな必要であることから詳細は決められない．日本国内でも，る．ユーザは，専用のプラットフォームを有する端末を放送コンテンツの再配信，蓄積コンテンツの再配信に関準備する必要があるし，コンテンツの権利所有者からししてはデジタル放送のコピーワンスの運用もあり課題はても，DRM はプラットフォームに依存するため，許諾

126

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

［10］ BBC on-demand proposals: Public value test final

スを成長させるためには，トータルのコンテンツの視聴

conclusions, http://www.bbc.co.uk/bbctrust/assets/files/
pdf/consult/decisions/on_demand/decision.pdf［11］ VeriSign kontiki delivery management system, http://
www.verisign.com/static/042023.pdf［12］ Windows Media DRM の 構 造， http://microsoft.com/
windows/windowsmedia/drm/architecture.aspx［13］ D. Wood and H. Hoffmann， 欧州で始まる HDTV 時代，
映情学誌，vol.60, no.5, pp.712 ─ 716, May 2006.
［14］ A. Adolf and G. Martinez， DVB-H：携帯端末向け DVB 規
格， 映情学誌，vol.60, no.5, pp.717 ─ 720, May 2006.
［15］ J.-H. Park, and S.-P. Lee， 韓国における新しいデジタル放送サービスの開発と現状， 映情学誌，vol.60, no.5, pp.
721 ─ 724, 2006.
［16］ 山口慶剛， 移動体・個人向け 衛星放送サービスの技術動向， 信学誌，vol.90, no.2, pp.117 ─ 121, Feb. 2007.
［17］ 前 田 幹 夫， 携 帯 電 話 向 け 多 チ ャ ン ネ ル 放 送 サ ー ビ スMediaFLO， 映情学誌，vol.60, no.5, pp.725 ─ 727, May
2006.
［18］ 山下良蔵， 次世代ケーブルテレビ， 映情学誌，vol.61,
no.1, pp.24 ─ 30, Jan. 2007.
［19］ ITU-T IPTV Focus Group, http://www.itu.int/ITU-T/IPTV/
index.phtml［20］ 今井秀樹（編著），ユビキタス時代の著作権管理技術─ DRMとコンテンツ流通，東京電気大学出版局，2006.

に，人口×時間という制約がある以上，現在，通信でい（平成 19 年 3 月 26 日受付，6 月 12 日再受付）とは，コンテンツ流通という観点では，あまり好ましくない状況といえる．
しかし，プラットフォームの共通化，標準化を行うた
め十分な時間を与えることなく，新しいサービスが登場しているのが現状である．そのため，DRM の共通化，
標準化については更に困難を極める［20］かもしれない．
この状況を打開するためにも，ITU-T などでの国際標
準への期待は大きい．
また，放送事業者が積極的にインターネット配信する
ことで，現在，インターネットにユーザとなったテレビ
視聴者層が，再びテレビ視聴者として戻ってくることを大いに期待している．この視聴者も含めた放送・通信の融合した将来に期待を寄せる所存である．
このように，純技術的な課題だけではないが，真の意
味での放送・通信の融合を進め，コンテンツ流通ビジネ

解説論文を与える場合にもプラットフォームごとになる．このこわ れ る 固 定 網， 移 動 体 網 を 統 合 し た FMC（Fixed
Mobile Convergence）に，放送網を加えた Fixed Mobile
Broadcasting Convergence を推進することが，今以上に必要と考える．
また，権利処理の観点では，今後，制作される多くの番組はインターネットでの利用を前提に著作権処理がなされると考えられる．一方で過去のアーカイブなど，インターネットのない時代の番組の著作権処理には，多くの時間が費やされることになると考えられる．しかし，人気の高い優良な映像も多く，その再利用は多くの人々

石川 清彦（正員）▶ 1990 名古屋大学大学院工学研究科修士課程了．同年 NHK 入局．大阪放送局を経た
のち，放送技術研究所にて放送用記録シス
テム，サーバ型放送，コンテンツ流通におけるドメイン管理方式の研究・開発及び TVAnytime，サーバ型放送，IPTV ダウンロード方式の標準化に従事．現在，放送技術研究所（システム）主任研究員．博士（工学）．

から望まれるところである．映像のディジタル化は映像
配信ビジネスなどに多くのアドバンテージを与えている．更に今後は，通信から得られるユーザの嗜好などの情報を安全に，テレビ番組の内容や編成にも反映できるような技術の実用化をより期待し，進めていきたい．この技術により，放送通信の連携によるメリットを視聴者は十分に感じることができるようになると信じている．
文

献

小特集❷

［1］（財）インターネット協会，インターネット白書 2006，イン
プレス R&D，May 2006．
［2］ 中村美子，池田正之，山田賢一， 世界のデジタルサービス
動向， 映情学誌，vol.60, no.5, pp.707 ─ 711, May 2006．
［3］ 総務省，平成 18 年版情報通信白書，ぎょうせい，2006．
［4］ NHK 受信技術センター（編），テレビ新時代知っておきたい─地上デジタル放送，NHK 出版，2003.
［5］ CES, http://biz.knt.co.jp/pm/ces/［6］ Deutsche Telekom, http://www.telekom.de/dtag/cms/

content/dt/en/38644［7］ TVSTORM, http://www.tvstorm.com/english/business/area.php［8］ IPTV Forum, http://www.soumu.go.jp/s-news/2006/

pdf/061023_2_1.pdf［9］ 次世代ネットワーク（NGN）とは？，http://www.ntt-east.

co.jp/ngn-trial/about/index.html

解説論文：放送・通信連携の海外動向

127

小特集❷

放送通信融合とマルチメディア技術
論評・サーベイ論文

放送通信融合とメタデータ

─融合サービス受信環境における技術課題─
Metadata for Convergence of Internet and Broadcasting─ Standards and Technical Hurdles ─

山岸靖明

†

Yasuaki Yamagishi†

Summary

求や嗜好に合わせてサービス及びコンテンツを特定し，そのコンテンツを利用するのにふさわしいアプリケー
ション及びデバイス，ネットワークを選択する必要があ

放送通信融合の進展により，複数のネットワークを介して様々なコンテンツ配信サービスが提供されるようになると，それらを利用するホームネットワーク上のコン
テンツを再生するデバイスや，配信経路のネットワーク
環境が不均一となる．与えられた環境の中で，ユーザの望むコンテンツを効率良く利用させるには，サービス，る．このマッチングのためのパラメータが，コンテンツ，
サービス，デバイス，ネットワーク，それぞれのメタデータである．これらのメタデータから，対象のコンテンツを配信する際に必要となるメタデータを収集して利用者のコンテンツ利用環境であるコンテクストを理解し，必アプリケーション，及び，デバイス，ネットワークの中要に応じてネットワークリソース制御やコンテンツ適応

から最適なものを選択する必要がある．このマッチング

化を行う．

のためのパラメータがそれぞれのメタデータである．本
論文では，コンテンツ配信に関連するメタデータ標準についての最近の動向，それらのメタデータを放送通信融合環境で利用する場合の技術課題について解説する．

本論文では，コンテンツ配信にかかわるメタデータ標
準についての最近のトピックや，その応用，展開状況等について説明する．更に，これらのメタデータを，複数のサービスを受信する放送通信融合環境で利用するため

Key wordsの技術課題として，メタデータインタオペラビリティのメタデータ，RSS，TV-Anytime，TR-069，ISAN，放送通データ普及のための課題について解説する．

課題，メタデータゲートウェイの課題，コンテンツメタ

信融合

2．メタデータの利用例
1．ま え が き
コンテンツの利用者は，ホームネットワーク内のデバ
イスと，その上で稼動するアプリケーションにより，放送並びに通信ネットワークを介したコンテンツ配信サービスを利用する．放送通信融合環境においては，様々なコンテンツ配信サービスが異なるネットワークを介して提供されるため，これら複数のサービスにより提供されるコンテンツを再生するホームネットワーク上のデバイ
スや，配信経路のネットワーク環境が不均一となる．利
用者が，与えられた環境の中で所望のコンテンツを効率良く取得するためには，利用者からのコンテンツ利用要†ソニー株式会社テレビ事業本部，東京都
TV Business Group, Sony Corporation, Tokyo, 108-0075 Japan

128

複数のサービスが融合した環境で実行される連携アプ
リケーション，セッション制御，ホームネットワーク内のコンテンツ共有に，コンテンツ配信にかかわるメタ
データを利用することにより，次のような最適化が可能となる．
2.1 連携アプリケーションにおけるメタデータの利用
地上波放送ネットワークの放送サービスプロバイダと，ブロードバンドネットワークの IPTV サービスプ
ロバイダの，それぞれが提供するサービス並びにコンテ
ンツメタデータを同時に利用すると，両方のネットワー
クを透過的に扱うコンテンツガイドアプリケーションを実装することができる．利用者は，このアプリケーショ
ンにキーワードを一度指定するだけで，所望のコンテン

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

論評・サーベイ論文

ストリーミングセッションの
メタデータ

サービスの
メタデータ

SI P シグナリング
IMS

SDP
SDP

ネットワーク
リソース制御SI P シグナリング

デバイスの
メタデータ

IPT V サーバ
ストリーミング
セッション

図1

LSP

ネットワークリソースのメタデータ

ストリーミング
セッション

セッション制御におけるメタデータの活用

ツを複数のネットワークをまたがって選択し，視聴する用 さ れ て お り， セ ッ シ ョ ン 記 述 に は SDP（Session

ことができるようになる．また，モバイルブロードバン

Description Protocol）［4］ を 用 い る． 図 1 は，IMS の

ド用の VoD（Video on Demand）アプリケーションが携

SIP シグナリングを介した，IPTV サーバとそのクライ

帯放送のサービス並びにコンテンツメタデータを解釈でアントデバイスとのセッション制御について，とある実きる場合，利用者が携帯デバイスにより VoD コンテン

装形態における構成例を示した図である．IPTV クライツを視聴している最中に，そのコンテンツに関連する内アントデバイスは，SIP シグナリングにより IPTV サー

容の緊急のライブ中継が携帯放送ネットワークにより提バと SDP ファイルを交換し，最適なパラメータをネゴ供される予定であることを検知することができる．表示

シエーションすることにより，ネットワークリソースのスクリーン上に視聴方法選択のアイコンが表示され，状況に見合ったストリーミングセッションを確立するこ

VoD をいったん停止してその関連する番組を視聴するとができる．SDP ファイルには，セッションで要求さか，若しくはネットワークサービスにより提供される録れる QoS 属性，映像・音声コーデック，ビットレート，画サービスに録画依頼して後から自宅のテレビでダイ

トランスポートプロトコル等の属性が記載される．このジェスト視聴するというようなスケジューリングが簡単

SDP ファイルに記述されるセッションのメタデータと，にできるようになる．このように，異なるサービス，ネッ

セッションを確立するネットワーク上の複数の品質クラトワークから提供されるコンテンツやサービスメタデー

スに分類されたパス（Label Switched Path：LSP）を記

タを利用した連携アプリケーションにより，ネットワー

述するネットワークリソースのメタデータをマッチング

クやサービスの違いを意識させない，エンドユーザの嗜することにより，対象のセッションに対する最適なパス

好に合わせた柔軟な利用形態をサポートすることができを選択する．マッチングは，エンドポイント間に保証さる．

れているサービスのクラス（保証帯域等）を考慮に入れ

2.2 セッション制御におけるメタデータの利用て，そのサービスに適用可能なマッチングポリシーをもここ数年以内に，市場への導入が予定されているとに行う．このように，IMS のアーキテクチャは，コNGN（Next Generation Network）［1］では，ユーザのモ

ンテンツ配信セッションのメタデータ，ネットワークのビリティを考慮に入れた，QoS（Quality of Service）制

メタデータ，及び，サービスクラスのメタデータを活用

御可能なネットワークが構築される．この NGN で中心して，与えられたリソースを有効に活用するセッション的な役割を担うのが 3GPP（3rd Generation Partnership

制御を実装できるフレームワークをもっている．
また，IMS では，エンドポイントのデバイスが異な［2］である．IMS とは，IP ベースのマルチメディアサー

るネットワークに移動する場合にも，移動先のネット

ビスをユーザに提供するためのアーキテクチャフレーム

ワーク環境に最適なセッションが確立できるような，メワークと位置づけられ，この類のサービスを実現するた

タデータを用いたリソース制御，コンテンツ適応化を実めの機能とその間のインタフェースを標準化している．

装することができる．

マルチメディアサービスのセッション制御には，IETF

2.3 コンテンツ共有におけるメタデータの利用（Internet Engineering Task Force）で策定され，3GPP

ホームネットワーク内で，様々なサービスから配信，で拡張された SIP（Session Initiation Protocol）［3］が採蓄積されるコンテンツが増えるにつれ，利用者は，これ

論評・サーベイ論文：放送通信融合とメタデータ

129

小特集❷

Project）で開発された IMS（IP Multimedia Subsystem）

サービスのメタデータ

ゲートウェイデバイス

ポリシーデータベース
コンテンツのメタデータ

サービスプロバイダ
メディア変換ホームネットワーク
ネットワーク環境の
メタデータ

デバイスの
メタデータ

図2

コンテンツ共有におけるメタデータの活用

らのコンテンツをデバイス間で共有したいと考えるようになる．ブロードバンドサービスプロバイダの中には，・コンテンツ識別子
等が挙げられる．

基本的なインターネットアクセス以外の新たなサービス

3.1 コンテンツ・サービスメタデータ

オプションとして，ホームネットワーク上のコンテンツ

ネットワークを利用したコンテンツ流通で利用されての共有を支援するサービスに注目しているところもあいるコンテンツメタデータの標準には，以下のいくつかる．このようなサービスで，異なるデバイス間でコンテの系統がある．

ンツを移動する場合，例えば，ハードディスク内蔵のゲー

・ RSS（Really Simple Syndication）や Atom に代表

トウェイデバイスから携帯デバイスへコンテンツを移動されるインターネットコンテンツに対するメタする場合にコンテンツ適応化が行われる．コンテンツ適

データ標準

応化には，利用条件等の著作権管理のコンテンツメタ

・ MXF（Material eXchange Format），P/META 等

データ，コーデック等再生環境のデバイスメタデータがの放送系コンテンツマネジメントシステム，素材必要となる．更に，他のデバイスからストリーミング再管理系のメタデータ標準

生する場合には，ホームネットワーク内のネットワーク
負荷状況等のネットワーク環境メタデータも必要となる．デバイスや，ネットワーク環境のメタデータは，リ
モートマネジメントプロトコルにより，サービスプロバ

・ TV-Anytime 等の放送コンテンツ配信系のメタデー
タ標準
・ SDP 等のインターネットストリーミング，通信系
標準で利用されているメタデータ標準

イダ側でモニタリングされる．メディア変換の機能は，

3.1.1 インターネットコンテンツのメタデータ

プロバイダが管理するゲートウェイデバイスに実装し，インターネット上のコンテンツを検索，配信するためユーザからのコンテンツの移動やストリーミング要求をのメタデータとして RSS フィード［5］が注目されてお許可するか否かを判断するためのポリシーは，サービス

り，この RSS フィードによるプッシュ型のコンテンツ

プロバイダ側，若しくは，ゲートウェイデバイス上のポ配信，非同期型の放送形態が一般的になりつつある．

リシーデータベースに格納される（図 2）．

RSS フィードにより，関心のあるコンテンツがどこで生成されて，いつその内容が更新されたかを，わざわざ3．各種メタデータ標準化の動向

提供元のサイトやブログに頻繁にアクセスしてチェックしなくても知ることができる．

コンテンツ配信にかかわるメタデータ標準のカテゴ
リーとしては，（ 1 ） RSS
昨今 Web2.0 が話題となっているが，この Web2.0 の・コンテンツ・サービスメタデータ

典型的なサービスとしてブログがある．ブログサービス

・ネットワークメタデータのコンテンツマネジメントシステムの簡易なインタ・デバイスメタデータ

フェースを利用して個々のユーザが主役となってコンテ

130

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

新管理を行うポッドキャスティングがブームとなっていP2P（Peer to Peer）ネットワークによる非常に低コスト

る．RSS フ ィ ー ド に 含 ま れ る 映 像 / 音 声 フ ァ イ ル ので効率良くコンテンツを共有するインフラが普及してい

URL を記述する要素をもとに，ポッドキャスティング

る．ユーザの著作権保護に対する認識が不十分なため，に対応するアプリケーションが自動的にファイルをダウ

メジャーなコンテンツホルダのこのインフラに対する嫌ンロードしてハードディスクに蓄積し，ユーザは好きな

悪感は払拭されていないが，ユーザの啓蒙，並びに，課時間に蓄積されたコンテンツを視聴する．メジャーな放金システムの確立と著作権保護の技術的な整備に伴い，送局もポッドキャスティングによるニュースの配信をブログによるコンテンツのほか，更には，メジャーなコ行っており，RSS フィードによる非同期型放送がイン

ンテンツホルダからのコンテンツまでもが，P2P ネット

ターネット上のコンテンツダウンロード方式のデファク

ワークを介して配信される可能性があり，今後のコンテトとして定着しつつある．

ンツ流通の一つの大きな流れとして認識されている．

ポッドキャスティングの普及に伴い，既存の RSS

この新しい流れの一翼を担っているのが RSS フィー

フィードのメタデータでは，マルチメディアコンテンツドと呼ばれるメタデータである．RSS フィードは，ウェに特化した属性が記述できなかったため，このマルチメ

ブやブログ並びにコンテンツ一般のメタデータ（要約，ディア配信に利用できるようなメタデータ要素を独自にコンテンツへのリンク，更新情報等）
を構造化して XML

追加拡張する動きが出てきた．例えば，RSS2.0 をベー（Extensible Markup Language）で記述したファイルでスにビットレート，フレームレートを記述するための要ある．このファイルを RSS リーダと呼ばれるアプリケー

素や，サムネールを参照するための要素等が追加された

ションに登録し，定期的に取得することによりユーザはMediaRSS（mRSS）［8］がある．このような独自拡張が関心のあるコンテンツの生成 / 更新状況をタイムリーに頻繁に行われると RSS フィードの互換性が損なわれ，把握することができる．

RSS リーダが対応できないメタデータが配信されてしこの RSS フィードは検索エンジンにも利用されていまう．生成されたメタデータが有効に活用されるためにる．以前は，巨大なポータルサイトがインターネットのは，すべてのアプリケーションが共通に解釈できるメタハブとなって，そこで提供されるサービスやディレクト

データの標準化が必要となる．放送業界では，このよう

リを経由して目的のコンテンツへ誘導された．現在では，なマルチメディアコンテンツ（放送コンテンツ）に対する

このようなコンテンツへの誘導の役割を検索エンジンがメタデータを業界で統一しようという活動が早くから行担っている．検索エンジンが対象とするデータには，ブ

われてきた．

ログやページそのものの内容とリンク情報のほかに，

3.1.2 放送系コンテンツのメタデータ

RSS フィード等の構造化されたメタデータが含まれる

放送系メタデータは，放送番組の企画，取材，編集，ようになっている．検索エンジンによりフィルタリング

送出にわたる広範囲な工程で利用されており，放送系プ

された RSS フィードによるコンテンツの取得方式は，ロフェッショナルが利用するのに十分な粒度で詳細な情効率的にコンテンツを提供したい供給者側と所望のコン報構造が SMPTE（Society of Motion Picture and Televi-

テンツを効率良く取得したいユーザの双方にとって有効

sion Engineers）等の標準化団体で定義されている．放なソリューションである．

送系メタデータにはそれぞれの工程で利用するのに適し（ 2 ） RSS のバージョン

た複数の標準がある．これは，唯一の標準ですべての用RSS フィードのフォーマットには複数のバージョン

途をカバーできないことを意味する．これらメタデータ

が あ る． 現 在 普 及 し て い る も の は，RSS2.0，RDF

を利用するサービスやシステムを開発する際には，要件（Resource Description Framework）［6］
ベースの RSS1.0を満たすのに最も適当な標準を選択し，そこに定義され（RDF Site Summary）と，新しく開発された Atom といているメタデータ要素，構造定義をもとに，更に，個別

う大きく三つのバージョンに分けられる．前二つの系統の要件に合わせて新たな要素，構造を追加して利用するの RSS はシンプルで使いやすい反面，非互換なバージョのが一般的である．
放送制作システムにおいては，ProMPEG フォーラム

いるため，Atom の開発が始まった．Atom は特定の企で開発され SMPTE 規格となった MXF（Material Ex-

業 や 個 人 が 管 理 し て い る RSS と は 異 な り，IETF

change Format）が，標準映像ファイルフォーマットと（Internet Engineering Task Force）で仕様が開発，管理して，取材 / 収録素材や番組そのものの交換に利用されされており，オープンなプロセスのもと，十分な議論をている．この MXF は，映像 / 音声データとメタデータ

重ねた仕様を開発すべく作業が行われている［7］．

を一つのファイルに格納できる構造となっており，メタ（ 3 ） RSS によるマルチメディアコンテンツの配信

デ ー タ の パ ー ト に は，DMS-1（Descriptive Metadata

RSS フィードを使って映像 / 音声データの配信，更

Scheme-1）［9］で規定されるメタデータ要素を格納する．

131

小特集❷

ンが乱立しており，あいまいな仕様による混乱が生じて論評・サーベイ論文：放送通信融合とメタデータ

論評・サーベイ論文

ンツをインターネット上で相互に交換できる．また，

DMS-1 は，SMPTE Metadata Dictionary［10］で定義

NGN をフレームワークとする IPTV 標準開発の過程にされるメタデータ辞書から番組制作，アーカイブ管理においても，SDP は，放送系標準のメタデータと連携，必要なメタデータを抽出したものである．局間の素材交統合されていくものと思われる．

換を目的としたメタデータ標準としては，ほかに，米国

3.2 ネットワークメタデータの 公 共 放 送 機 構 CPB（Corporation for Public Broad-

ネットワークのサービスクラスは，サービスにより提casting）が Dublin Core メタデータを拡張して定義した

供されるオーディオ，ビデオ，データのパケットをそのPBCore［11］，BBC（The British Broadcasting

特性と内容によって更に細かく分類し，それぞれに対し

Corporation）が開発した SMEF-DM（Standard Mediaて保証すべき遅延，遅延の揺らぎ，パケット損失率を規Exchange Framework Data Model）［12］，EBU

定することにより定義される［19］．これは，サービスの（European Broadcast Union）の P/Meta［13］等がある．

品 質 保 証 の 契 約 で あ る SLA（Service Level Agree-

放送番組ばかりでなく，より一般的なマルチメディア

ment）を決める際の参考となる．IMS においては，SDP

コ ン テ ン ツ の メ タ デ ー タ の 標 準 と し て は ISO/IECにトランスポートの QoS クラスを記述することにより，（International Standards Organization/International

必要なネットワークのサービスクラスを指定する［20］．

Electrotechnical Commission）の MPEG7 がある．MPEG7

トランスポートの QoS クラスからサービスクラスへの［14］では，メタデータ要素の詳細な構造を定義するため

対応は，IETF 等で検討されている［21］．

のツールを XML Schema により規定しており，様々な

3.3 デバイスメタデータ

メ タ デ ー タ 標 準 で 引 用 さ れ て い る．ISO/IEC のユーザの利用環境に最適なコンテンツを配信するため

MPEG21［15］では，マルチメディアコンテンツの映像 /には，コンテンツを再生するデバイスに実装されるコー

音声データのフォーマット / 符号化方式，タイトルや概

デックや，サポートされる画面サイズ / 色数などのハー

要等の属性ばかりでなく，権利属性を含めたディジタル

ドウェア構成情報が必要になる．このようなデバイスメ

データ一般の交換パッケージを記述するための DIDL

タデータの標準化は，メディア適応化という要件に基づ（Digital Item Declaration Language） を 規 格 化 し た．

き MPEG-21 の DIA（Digital Item Adaptation）［22］，

DIDL は，汎用的なパッケージ交換形式のモデルとして，

TV-Anytime のフェーズ 2［23］，OMA（Open Mobile

その他のメタデータ規格に採用されている．権利属性にAlliance）の UAProf（User Agent Profile）［24］等で検

つ い て は， 権 利 記 述 言 語（Rights Expression Lang-

討されているほか，ネットワーク管理，リモートマネジ

uage：REL）［16］ と 権 利 デ ー タ 辞 書（Rights Data

メントという領域でも，デバイスの管理情報を体系的にDictionary：RDD）［17］ を 用 い る． 権 利 記 述 言 語 は標準化しようとする活動が行われている．

XrML（eXtensible rights Markup Language）を採用し3.3.1 リモートマネジメントている．XrML では，だれ Principal が，どのコンテ

ネットワークに常時接続されたデバイスにおいては，

ンツ Resource に対して，どのような権利 Right が，ネットワークを介してデバイスに実装されているソフト

どのような条件 Condition のもとで許諾されているか

ウェアの構成を変更したり，各ソフトウェアコンポーネを記述できる．

ントやネットワークインタフェースの稼動状況をモニタ

放送系メタデータ標準は，放送コンテンツ，マルチメ

リングすることができる．ITU-T（International Tele-

ディアコンテンツのメタデータ記述を目的として十分な

communication Union Telecommunication Standardi-

議論がなされて標準が開発されたが，インターネット系

zation Sector）の IPTV 要件でも，このリモートマネジのメタデータの処理系や配信環境への適応という側面でメントが必須の要件となっている．リモートマネジメン

はまだ十分な検討がなされていない．既に確立されつつトでは，管理対象のデバイスメタデータ，クラスの定義

ある RSS/Atom フィードの流通環境や，これらをもとと，これらのメタデータをリモートで照会，操作するたに実現されているコンテンツ配信環境を有効に利用する

めのリモートマネジメントプロトコルが要となる．このことにより，普及が加速される可能性がある．

リモートマネジメントのプロトコルとして，古くは3.1.3 通信系コンテンツのメタデータ

SNMP（Simple Network Management Protocol），DMI

通信系のセッション記述には古くから IETF 標準の（Desktop Management Interface） 等 が あ り， 最 近 のSDP が利用されており，3GPP により拡張されたもの

IPTV シ ス テ ム の 標 準 化 に お い て は，DSL Forum のが NGN 上のセッション制御のフレームワークである

TR-069 が注目されている．

IMS にも採用されている．放送携帯融合サービスを目指

3.3.2 CIM/DMI

す DVB（Digital Video Broadcasting）-CBMS（Conver-

DMI［25］は，DMTF（Distributed Management Task

gence of Broadcast and Mobile Services）［18］ で は，Force）が規定したパソコンやそのリソース，周辺機器等

TV-Anytime メタデータと SDP を統合している．IMS/を管理するための標準インタフェースである．システム

132

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

ビスに関するメタデータを新たなパラメータとして拡は CIM（Common Information Model）［26］で規定され張，追加定義することもできるようになっている．ソフ

る．SNMP の MIB（Management Information Base）に

トウェアの構成 / 更新管理機能は，署名付きパッケージ相当する管理情報のことを，DMI では MIF（Manage-

ングフォーマットにソフトウェアやファームウェアのイ

ment Information Format）と呼び，この MIF を提供すメージファイル，及び，起動スクリプトを格納し，それるコンポーネントとその管理ツールの間を仲介するソフを CPE にダウンロードして，バージョン更新する機能

トウェアレイヤが DMI となる．

である．稼動状況（パフォーマンス）
モニタリング，リモー

3.3.3 TR-069

ト診断機能は，CPE の稼動状況，パフォーマンスを表DSL Forum が策定した TR-069［27］は，ホームネッ

現するパラメータや，リモート診断のためのパラメータ

トワークに設置されたデバイスである CPE（Customerの値を照会する機能である．

Premises Equipment）と ACS（Auto Configuration

TR-069 では，ゲートウェイデバイスとしての CPE

Server）との間でやり取りされるプロトコルである（図の デ ー タ モ デ ル を 規 定 し て い る が，DSL Forum の3）．TR-069 により，CPE の自動構成管理をセキュアに

WT-135 では，更に，IPTV，STB（Set Top Box）のデー実現することができ，各種管理機能を組み込むためのフ

タモデルを定義している．これらのデータモデルは，アレームワークが提供される．

プリケーションやサービス特有の要件により必要となる

TR-069 で実現されるリモートマネジメントの機能には，パラメータを自由に追加，定義できる．例えば，管理対・サービスアクセス情報告知

象の IPTV ターミナルに関連する，ネットワークメタ・ソフトウェアの構成 / 更新管理

データに分類される QoS メトリックスを収容するデー

・稼動状況（パフォーマンス）
モニタリング

タオブジェクト等を追加することができる．データオブ・リモート診断

ジェクトのパラメータはオブジェクトモデルにより表現等がある．

論評・サーベイ論文の構成要素間で管理情報をやり取りする際の共通モデル

され，オブジェクトモデルは階層的に構成される．これ

サービスアクセス情報告知機能は，CPE に対してサーらの構成要素を拡張して，様々なサービスにおいて利用

ビスにアクセスするために必要なパラメータを提供するされる複雑なデバイスクラスを定義することができる．

機能である．TR-069 では，CPE ベンダー，モデル，バー

TR-069 には，データオブジェクトの値を照会，更新

ジョン等の条件をもとに，対象のデバイスを特定してパする際の SOAP（Simple Object Access Protocol）によ

ラメータの変更をかけることができる．更に上位のサーる RPC（Remote Procedure Call）インタフェースの定

ACS:
Auto Configuration Server

義がある（図 4）．このインタフェースを実装することにより，オブジェクトレベル，オブジェクトの属性レベル，
インスタンスのグループレベルでの設定 / 更新 / 削除を

TR-069Remote Management Protocol
Broadband Network

行う．また，オブジェクトや属性の値の更新が起こった
場合の，能動的，受動的な更新通知のインタフェースも定義されており，ネットワークメタデータとしての QoS
パラメータの値の変更通知等にも応用できる．
こ の TR-069 は，ITU-T（SG16Q21） で 採 用 さ れ，IPTV プ ロ ト コ ル 標 準 を 開 発 し て い る DVB-IPI（IPCPE:
Customer Premises Equipment

Infrastructure）や，ATIS（Alliance for Telecommunications Industry Solutions） の IIF（IPTV Interoperability Forum）等でも，リモートマネジメントのリファ
レンスと位置づけられている．

図3

TR-069 におけるリモートマネジメント

3.4 コンテンツ識別子
放送通信融合環境においては，異なるネットワーク，
サービスから提供されるメタデータプロファイルの統合ばかりでなく，コンテンツ識別子の体系を共通化するこHTTPとも必要となる．コンテンツ識別子は，それぞれのサー

SSL (TLS)

ビスプロバイダごとに独立に管理されることが一般的で

TCP/IP

図4

TR-069 スタック

論評・サーベイ論文：放送通信融合とメタデータ

あるが，シンタクスやフォーマットを統一することのほ
かに，ネットワーク，サービス透過にコンテンツの一意性が保証されるような運用体系の共通化が望まれる．本

133

小特集❷

SOAP-RPC節 で は コ ン テ ン ツ 識 別 子 の 標 準 の 一 つ で あ る ISAN
（International Standard Audiovisual Number）の説明を行う．

ISAN 1881-66C7-3420-0000-7
16 進 12 けた /48 bit

3.4.1 ISAN の概要

16 進 4 けた /16 bit（コア）（エピソード）ISAN［28］
は，
映像作品に対する識別子の標準である．
映画，プレビュー，テレビ番組，教育用映像，コマー

16 進 8 けた /32 bit

シャル等に対して，世界レベルでユニークな 16 進 16 け
た 64 ビットの識別子が割り当てられる．日本語吹き替
え版や英語字幕版等の言語 / 編集の異なるバージョンを（バージョン）
V-ISAN 1881-66C7-3420-0000-7-9F3A-0245-U

図5

識別するには，更に，ISAN Version Identifier と呼ば

ISAN の構造

れる 16 進 8 けた 32 ビットの識別子を追加して識別子を構成する（以降この V-ISAN を ISAN と呼ぶ）
（図 5）．

ISAN Central Repository

ISAN は，ロイヤリティの自動分配，利用状況の追跡等に利用されるが，ISAN の発行は，著作権の登録過程や所有権の証明とは無関係である．

ISAN& 標準メタデータの登録 / 更新

3.4.2 ISAN に登録するメタデータ

ISAN RAISAN を発行してもらうには，
登録者は RA（Registra-

メタデータ
スキーマの登録 / 更新

tion Authority）から認定を受けた後，登録料を支払い
ISAN 発行を要求する．要求の際には，採番対象のコン

RSP

テンツの記述メタデータ（Descriptive Information）を登録しなければならない．記述メタデータの主なものは，
以下のように定義されている．
コアワーク（Core work）
について

ISAN&
標準メタデータ

登録 /
更新記録

付加的
メタデータ
の登録

ISAN&
メタデータ
照会要求

付加的
メタデータ

Title

Al tern ative title in other lan guage(s)Original l anguage(s)Other l an guage versio ns(s)Alternate titles(s)Duration

Year of referen ce

T ype (featu re film, comm ercial, etc.)

Year of 1s t publication

Kind (l ive action , animated o r bo th)

Director(s)Pro duction com pan y

Registered readers ）と， Registrants である． Public

Cast m ember(s)Pro duction co untry

readers クラスは，ISAN からタイトルの照会，タイト

Producer, scriptw riter o r oth er(s)Supplem en tary info rm ation

ルによる ISAN の検索のみが許されている． Registered

エピソード（Episode）
について

Registrant

User

図6

ISAN RAラ ス が 定 義 さ れ て い る． User （ Public readers ，readers クラスは，ISAN RA に登録したユーザで，利用料金を支払うことで，ISAN から記述メタデータの照Title of entire serial AV w ork

Episode nu mber

Title

Cast m ember(s)Year of reference

Pro ducer, scriptw riter o r other(s)

索結果が返信される． Registrants クラスは，コンテンYear of 1st publication

Duration

ツ及び記述メタデータを登録して ISAN を発行してもDirector(s)Supplemen tary inform atio n

らうことができるユーザで，照会については Registered

エピソードから派生したバージョン（Version）
について
V ersion descriptive nameSpo ken language(s)Title

Written language(s)会，記述メタデータによる ISAN の検索ができる．RAへの照会要求に応じて，XML ファイルに格納された検readers と同様のサービスが提供される．
これら，ISAN や記述メタデータの登録，照会，更新
サービスは，地域ごとに運用される RA が提供する．
RA は， Central Repository のデータベースの分散フロ

S upplementary description and its IS AN registered XML schema

ントエンドの役割を担う．各 RA は，標準的な記述メタ

3.4.3 ISAN データベースの照会

データ以外にも，独自に定義したメタデータスキーマに

こ れ ら 標 準 の 記 述 メ タ デ ー タ と 対 応 す る ISAN がCentral Repositoryのデータベースで管理される（図6）．このデータベースを照会するユーザには，三つのク

134

基づくメタデータを提供することができる．この機能は，RSP（Resolution Service Provider）が提供する．RA はユーザから付加的なメタデータの照会要求を受けると，

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

サービスアクセスポイントを返す．ユーザは，RSP に対して付加的なメタデータの照会を行う．

されている．
4.1.1 放送通信融合と TV-Anytime メタデータ
放送通信融合の流れとテレビ番組等の放送コンテンツ

3.4.4 ISAN の展開状況の IPTV サービスの盛り上がりに後押しされて，TV-

既に，米，欧州，豪，南米等各地域ごとに，ISAN-

Anytime メタデータ［29］が，この融合環境で利用されRA が運用されている．また，コンテンツマネジメント

るメタデータ標準として注目されている．TV-Anytime

システムの機能として，ISAN のサービスと連携して，

メ タ デ ー タ は，TV-Anytime フ ォ ー ラ ム で 開 発 さ れ，ISAN 発行，記述メタデータの登録等がサポートされつ

DVB で の 審 議 を 経 て，ETSI（European Telecom-

つある．コンテンツマネジメントシステムとメディア再munications Standards Institute）標準となった規格であ

生アプリケーション，RSP サービスとの連携によりメる．TV-Anytime メタデータでは，放送コンテンツに

タデータ生成，照会が容易となり，ISAN とそれを核と適用される ECG（Electronic Contents Guide）に利用すするメタデータプラットフォームの普及が加速されるこる汎用的なメタデータを目指して，典型的なサービスモとが期待されている．

デルを前提にしてメタデータの要素の構造を表現するス

論評・サーベイ論文

ISAN に ひ も づ く 登 録 レ コ ー ド に 登 録 さ れ る RSP のキーマが開発された．ただ，適用対象のサービスによっ

4．放送通信融合環境におけるメタデータの技術課題ては，前提としたモデルでは充足できないもの，あるいは，冗長なものが出てきた．TV-Anytime メタデータ

以上のような標準化により，同じアプリケーションドをもとにスキーマを開発している標準化ワーキングの中

メインの中のサービス，システム間でのメタデータの共には，オリジナルのスキーマから必要なメタデータ要素

有が容易になりつつある．しかし，同じドメイン内で利を取捨選択，あるいは，追加補充して拡張スキーマを定用される同じカテゴリーのメタデータであっても，表現

義 す る と こ ろ も 出 て い る． 例 え ば，DVB に は，TV-や言語の違い等によって内容の比較が困難な場合が少な

Anytime メ タ デ ー タ を も と に 開 発 作 業 を 進 め て い る

くない．メタデータ標準の多くが独自の語彙で規定され

ワ ー キ ン グ と し て，GBS（Generic Data Broadcastingているためである．このため，異なるメタデータ標準間
ではインタオペラビリティがないか限定されたものとなってしまっている．インタオペラビリティを確保するためには，ドメイン内はもとより，ドメインをまたがる

メタデータ利用
アプリケーション

メタデータの語彙を共通化することや，語彙の対応関係

統合 APIを定義する必要がある（図 7）．語彙の違いは変換辞書を作成することにより吸収できる．また，これらメタデー

メタデータゲートウェイ

タの共通化，対応付けを定義すると同時に，これら複数の異なるドメイン間のメタデータを統合して検索，取得

同一クラスの語彙の共通化
語彙の対応付けするためのプロトコル，API であるメタデータゲート
ウェイの実装方式の確立も重要となる．更に，メタデー
タを利用するアプリケーションを効果的に展開するため

共通語彙
変換辞書

には，より精度の高いコンテンツメタデータを生成できる環境が求められている．
4.1 メタデータインタオペラビリティの課題

異なるクラスの語彙の共通化
語彙の対応付けこれまでは，各サービスドメイン，ビジネスドメイン
ごとにメタデータが開発されてきた．放送通信融合の進展により，複数のメディアをまたがってコンテンツが配

コンテンツ
メタデータ

信されるようになるにつれ，メタデータに対してもメ
ディア透過，ドメイン透過なインタオペラビリティが求は，複数のレベルがある．例えば，放送通信融合の流れの中で最近注目されている TV-Anytime のメタデータのプロファイリングにおいては，単なるデータ要素の名前の意味レベルから，複数の要素 / 属性からなる XML
スキーマの構造，辞書定義等，いくつかのレベルが検討

論評・サーベイ論文：放送通信融合とメタデータ

同一ドメインの異なる規格，
あるいは，異なるドメインで定義されたメタデータ標準

図7

小特集❷

サービス
メタデータ

められることになる．インタオペラビリティのレベルにネットワーク
メタデータ
デバイス
メタデータ

メタデータの共通化と統合

135

a n d S e r v i c e I n f o r m a t i o n P r o t o c o l s ）， I P I （ I Pしている．例えば，DVB-CBMS では，3GPP で検討さInfrastructure），CBMS がある．それぞれ，放送波のれてきたメタデータをもとに，既に定義された要素，属MPEG2-TS（Transport Stream）上，ブロードバンド

性を再利用してデータモデルを拡張した．例えば，TV-

IPTV プロトコル上，携帯 IP 放送プロトコル上のコン

Anytime メ タ デ ー タ に は サ ー ビ ス を 表 現 す る

テンツ配信サービス向けに TV-Anytime メタデータのServiceInformation があるが，CBMS では， Service

プロファイリングと転送プロトコルを規定している．

というクラスを定義している． Service

GBS［30］と IPI［31］はオリジナルをもとにプロファイ

リジナルの ServiceInformation クラスにない，詳細なルを規定しているが，CBMS では，携帯放送のサービ

サービスの属性記述が可能となっており，また，オリジス要件に合わせて，TV-Anytime メタデータのモデル

ナルの Service と意味が異なる．

クラスは，オと要素をもとに 3GPP で開発されたメタデータを組み

ここで問題となるのは，それぞれのサービス要件の違合 わ せ て 独 自 の ス キ ー マ を 開 発 し た． ま た，CEA

いから，想定されるデータモデル，クラスに相違が生じ（Consumer Electronics Association） で は，OpenEPGていることである．同じレイヤと思われているクラスにというメタデータ標準化ワーキングでは，TV-Anytime

期待されるプロパティのセットでさえ異なる場合があ

メタデータの要素の一部を引用してスキーマを開発してる．TV-Anytime では，想定される要件をすべて充足

おり，国内では，ARIB（電波産業会）のサーバ型放送

すると思われる典型的なプロパティのセットを定義しよの規格化作業において，サーバ型サービス特有のコンテ

うとしていたが，すべてのサービス要件を網羅するのはンツのパッケージングに関する要件を満たすためにオリ難しい．各標準化ワーキングでは，独自にスキーマを拡

ジナルの TV-Anytime メタデータに新たな要素を追加張して必要なプロパティを追加したが，ハイブリッドなした［32］．このように，スキーマのバリエーションが増

受信環境でサービス共通にコンテンツデータベースを構

えると，複数のサービスを受信するクライアントアプリ

成する際には，このデータモデルの相違が問題となる．

ケーションにおけるメタデータの互換性が損なわれ，メ

DVB では，今後のメタデータ標準開発に共通に利用す

タデータ処理系の実装に負担がかかる．一方，コンテンるためのデータモデルを再度検討すべきであるという主ツを配信するネットワーク側では，NGN のような次世張もある．共通のデータモデルの定義のためには，ハイ

代ネットワークインフラが整備されつつあり，複数のアブリッドな受信環境における，複数のサービスからコン

クセス網から提供されるコンテンツ配信サービスをシー

テンツを取得する際のユースケースの解析が必要となる

ムレスに検索して所望のコンテンツを取得できるようなため，新たなアドホックグループを起こして要件分析をサービスがマーケットに展開することが期待されてい始めた．

る．例えば，ITU-T の FG-IPTV（Focus Group IPTV）

上で述べたデータモデルとは異なるレイヤとして，［33］における IPTV クライアントの要件でも，異なる

データモデルを表記する XML スキーマのレイヤがあネットワーク，アクセス網から提供される IPTV サー

る．一般に，XML スキーマの拡張方法にはいくつかのビスをシームレスに受信できることが求められている．

方法がある．この拡張方法の柔軟性のために，リージョ

こ の よ う な ハ イ ブ リ ッ ド な 環 境 に お い て は，TV-

ンごとや，アプリケーションドメインでの細かなニーズ

Anytime メタデータのような放送系標準メタデータをに基づくデータモデルの拡張に対して，複数のバリエー

IPTV 系に応用し，共通化を図るべきという要件が挙げションのスキーマが定義されてしまう可能性がある．こられている．

のため，オリジナルのスキーマをもとに，それを拡張す

このような流れを考慮に入れて，DVB では，DVBる場合の制限を設けている仕様もある．例えば，DVB-

内で開発している地上波放送，ブロードバンド IPTV，

CBMS では，いくつかのスキーマ拡張の際の制限事項

携帯 IP 放送による異なるメディアからのサービスを受とともに，代替グループの利用やインポートの際の型の信するクライアントを想定した共通のメタデータプロ

再定義については禁止し，既存の型からの制限 / 拡張にファイル，並びに，処理系 / フレームワークの検討を始よる派生についてのみ許可している．このようにスキーめた．データモデル，メタデータスキーマ，メタデータ

マ拡張方式をあらかじめ制限しておくことにより，ス

更新方式，識別子管理 / 識別子解決方式，辞書管理といっ

キーマ拡張のバリエーションが拡散することをある程度たカテゴリーでの共通化を検討している．

抑えることができる．

4.1.2 データモデル・メタデータスキーマの共通化

4.1.3 メタデータ更新方式の共通化

各 種 標 準 化 ワ ー キ ン グ で は， オ リ ジ ナ ル の TV-

メタデータを配信した後に，オリジナルのメタデータ

Anytime メタデータモデルをもとに，それぞれのスコーに更新が生じた場合には，その更新情報を通知する必要

プのサービス要件に合わせてデータモデルの再定義，拡がある．更新を通知するためには，更新が起こったメタ張を行い，辞書（Classification Scheme：CS）
項目も追加

データを識別し，どのように更新するかについての情報

136

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

<TVAMain>…
<ProgramInformation
fragmentId=xxx
fragmentVersion=yyy…>…プログラムのメタデータ…
</ProgramInformation>…
</TVAMain>

図8

TV-Anytime メタデータのフラグメント（Uniform Resource Name）で識別される．TV-Anytime
では，この CS を登録し，公開する運用方法を規定していない．そのため，仕様に記載されている CS 以外に，それぞれのサービスドメインや地域で必要となった辞書
項目を追加規定し，独自に CS を拡張して勝手に URN

論評・サーベイ論文

メタデータインスタンスの
アトミックな更新単位の識別とバージョン管理を定義する場合があり，意味的に似たような辞書が氾濫するおそれがある．異なる CS 名前空間の辞書項目の同一性，類似性の管理等，辞書管理は非常に重要な領域であり，ETSI の TV-Anytime メンテナンスワーキング
でも，CS 拡張のためのガイドライン整備が課題となっている．
4.1.7 複数のオントロジーの統合が必要となる．TV-Anytime では，更新のアトミック

上で述べた標準化は，同じアプリケーションドメインでな単位を Fragment と呼び，この Fragment に割り当

メタデータセットを標準化することによりメタデータの相てられる識別子とバージョン情報により更新単位を特定

互運用性を図るアプローチ，オントロジーの標準化である．

し，そのバージョン管理を実装できるようにしている（図

一般に，オントロジーの標準化は困難であるという認識が8）．ハイブリッドな受信環境では，異なるサービスからある．オントロジーは文化，社会制度上の違いや，ビジネ提供されるメタデータのデータモデルの違いから，このススキームの違いにより，地域や時間によって異なる傾向

更新単位が異なる場合がある．複数のサービスから提供がある．メタデータの標準化においても，メタデータセッ

される同種の対象コンテンツのメタデータについては，

トの標準化ばかりでなく，今後は，複数のオントロジーをその更新伝搬及び同期の整合性が保証されることが望ま

統合するというアプローチである，情報の意味的統合といしい．

う研究領域での進展や，セマンティックウェブの研究成果

4.1.4 識別子の共通化
それぞれの標準化ワーキングでは，サービス要件に合をもとにした展開に期待が集まっている．
4.2 メタデータゲートウェイの課題

わせて，サービスやコンテンツの識別体系を独自に定義

アプリケーションが複数のドメインの異なるメタデー

している．ハイブリッドな受信環境で，異なるサービス

タソースから必要なメタデータを検索して引き出すためから提供される同一のコンテンツを特定するには，これのインタフェースを提供するものをメタデータゲート

らの異なるサービスの間の識別子の間のマッピング，識ウェイと呼ぶ（図 9）．メタデータゲートウェイは，融合別子解決の機構を実装しなければならない．

サービスを利用する環境においては必須の機能となる．

4.1.5 ロケーション解決の共通化

メタデータゲートウェイは，メタデータ標準ごとに異な

TV-Anytime では，コンテンツを記述するレイヤとるクエリープロトコルを透過にアクセスする API によは別に，コンテンツのインスタンスを記述するレイヤをり実現する方式と，メタデータアグリゲーションにより定義している．ここには，インスタンスの識別子として実現する方式の組合せで実装される．いずれの方式も，URL（Uniform Resource Locator）が採用されている．

メタデータ標準間のインタオペラビリティが確立されてただ，この URL だけでは対象を特定できない場合があいないため，実装が複雑になるという問題がある．
4.2.1 クエリープロトコル透過な API

式を記述するために，新たにその情報を格納するクラス

メタデータ標準には，各々の標準に特化したメタデー

を追加定義する場合がある．IPTV 系マルチキャストス

タ検索，配信のためのプロトコルが定義されている．異トリームやその上で転送されるファイルのアドレス解決

なるドメインのメタデータのマッチングを行うような場はもとより，放送系の MPEG2-TS 上のアドレス解決や，合，アプリケーションに複数の異なるメタデータ検索，

携帯放送系のアドレス解決に共通に利用できるような，取得プロトコルを実装しなければならない．メタデータ

URL により統一されたアドレス表現の運用，解決に必ゲートウェイとその API には，これらプロトコルの違要なパラメータの表記方式の統一が望まれる．

いを吸収する機能が求められる．

4.1.6 辞書定義の共通化

メタデータゲートウェイは，不均一なメタデータソー

TV-Anytime では，辞書定義に MPEG7 で定義されスからのメタデータを統合してアプリケーションに提供

た CS を 採 用 し て い る．CS は， 統 制 語 彙（Controlledするものである．この統合の意味は，
単にアプリケーショ

terms）を規定するためのツールで，階層構造をもった統ンからのメタデータアクセス要求に応じて，複数の異な制語彙リストが定義できる．それぞれの CS は，URN

るメタデータソースに対してクエリートランスレーショ

論評・サーベイ論文：放送通信融合とメタデータ

137

小特集❷

り，それぞれのトランスポートレイヤに依存した解決方

メタデータソース-A

メタデータソース-C

メタデータソース-B

アプリケーションドメイン -1
に対するビュー

アプリケーションドメイン- 2
に対するビュー

メタデータゲートウェイ

アプリケーション

アプリケーション

図9

メタデータゲートウェイ

ンを行うというクエリーの仲介機能ばかりではなく，得るメタデータやブラウザで表示されるコンテンツガイド

られた検索結果からメタデータソースの間の関連性を認のユーザインタフェースにより，コンテンツのナビゲー

識して参照関係を確立しておくというような機能が求めションをプロバイダが直接制御できる．また，エンドツーられる．ゲートウェイにこのような機能が実装されていエンドの認証管理，デバイス管理，コンテンツ配信のると，アプリケーションで実装しなければならないマッQoS 保証が可能となる．一方，ホームネットワークのチングの処理負荷を軽減することが可能となる．

ゲートウェイでサービスが終端される場合には，ホーム

4.2.2 メタデータアグリゲーション

ネットワーク内でコンテンツを管理するホームサーバ，

異なるメタデータソースに分散されているメタデータ

若しくは，このホームサーバと連携してエンドデバイス

を一つのデータベースに集約する実装を 統合化 若しく

で稼動するコンテンツガイドアプリケーションのユーザ

はメタデータアグリゲーションと呼ぶ．この形態は，複インタフェースにより，コンテンツのナビゲーション，

数の異なるメタデータソースのメタデータスキーマからコンテンツの再生制御が行われる．ホームサーバには，

単一のデータベースのスキーマへのマッピングのルール

メタデータゲートウェイが実装されるが，コンテンツガを定義しておき，それぞれのメタデータソースから抽出

イドアプリケーションやメタデータゲートウェイの実装

したメタデータインスタンスのクラス，プロパティ（属いかんによっては，プロバイダ側から提供される様々な性名），データ型を単一のデータベースの対応するクラメタデータの一部が欠落する可能性もある．ホームサー

ス，プロパティ，データ型に変換してから一つのデータバに実装される API やデータベースのスキーマに該当

ベースに格納する．キャッシュされたデータベースの内するクラス，データ要素がなく直接マッピングできない

容を最新の状態に保つため，オリジナルのメタデータ場合である．このようなマッピング，トランスレーショ

ソースの更新を効率良く伝搬するメッセージングシステ

ンの失敗により，サービスプロバイダ側から提供されてムが必須となる．アプリケーションは，この単一のデー

いるにもかかわらず，ホームネットワーク内におけるナタベースに対して直接クエリーを発行する．この単一のビゲーションでは利用できないメタデータが出てくる．

データベースは，アプリケーションが利用対象とするメ

ホームネットワーク内にメタデータゲートウェイを実装

タデータのみに特化したビューを提供するものと位置づする場合には，できるだけ多くの標準的なメタデータ

けられる．例えば，複数の異なるサービスから配信されセットを網羅できることが望ましい．

るコンテンツの蓄積予約を担うアプリケーションは，

4.3 コンテンツメタデータ普及のための課題

サービスメタデータやコンテンツメタデータのスケ

放送コンテンツのメタデータの規格化が急がれていた

ジューリングに必要なメタデータ，並びに，蓄積ディスにもかかわらず，それらのメタデータを配信系で利用す

ク管理のデバイスメタデータのみを利用する．

るアプリケーションが十分に浸透していないのが実情で4.2.3 ホームネットワーク上のメタデータゲートウェ
イの課題ある．主な理由として，的確なプロファイリングが標準化されていないこと，番組生成ワークフローにおけるメタ

ITU-T の IPTV のサービスアーキテクチャの検討に

データ管理体系が確立されていないこと，メタデータ生成

おいて，プロバイダから提供されるサービスのエンドポのモチベーションがあいまいであること，市場の要求に応

イントは，ホームネットワークのゲートウェイなのか，

じたメタデータスキーマのダイナミックな改編をサポート

エンドデバイスなのかという議論がある．サービスがエする標準化フレームワークがないことなどが考えられる．

ンドデバイスで終端する場合には，プロバイダが管理す138

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

ケーション要求を満足する標準的な放送コンテンツのス

リソースに余裕のないデバイス上にメタデータを利用

キーマというものはあり得ないが，でき得る限り既存のするクライアントアプリケーションを実装する際，限ら標準的なデータ構造の要素若しくはその拡張をもとにれたリソースで実現できる機能には制限があるため，そデータベースをデザインするのが望ましい．

こで利用するメタデータも絞り込まなければならない．

4.3.3 メタデータ生成のモチベーション

標準的なスキーマには，様々なアプリケーション要件を

メタデータ生成，管理にコストをかけることに対する考慮に入れて多くの種類のメタデータ要素が盛り込まれモチベーションがあいまいであることも普及を妨げる一ているものが多い．このようなスキーマを利用する場合

因と考えられる．メタデータを戦略的に利用するためのには，それぞれのサービスごとに要素，属性レベルで出方策を，番組提供者やプラットフォーム提供者のビジネ

現数の制限，文字数，とり得る値の制限等の詳細なプロスにおけるメリット，及び，利用者のユーザエクスペリ

ファイリングが必要となるが，この作業がそれぞれのエンス上の効果が明確になるように描けなければならな

サービスドメインで独立に行われている．これらのプロ

い．そのシナリオにのっとって入力するメタデータを取ファイリング作業を加速し，異なるサービスプラット

捨選択し，必要に応じて，標準にないデータ要素やスフォームに対するクライアントアプリケーションの互換

キーマを新しく追加，拡張した上でデータベースデザイ

性を保証するためにも，核となるプロファイルの仕様化

ンに反映し，入力されたメタデータが常に効果的な内容が望まれる．

であるか否かをチェックする．追加されたメタデータ要4.3.2 統合的なメタデータ管理体系

素については，他のベンダーのシステムのとの互換性を放送コンテンツのメタデータの生成コストの問題が指維持しなければならない場合には，参照したメタデータ

摘されることが多いが，コンテンツプロバイダにおいて標準のメンテナンスワーキングに提案する．また，シナは数多くのメタデータが生成される．それらの中には，リオにのっとった統一されたポリシーのもとでメタデー

利用者のコンテンツ検索に利用できるものが多く含まれ

タ生成，調整，メンテナンスを行えるようなメタデータ

るが，データベースのシームレスな連携がなされていな

生成管理ワークフローの確立も急務である．

いため有効活用できていないのが現状である．番組生成

4.3.4 スキーマの成長をサポートするフレームワーク

から配信に至るワークフローにおいては，番組の企画書，

メタデータはその時々の流行やビジネスニーズに合わ梗概資料，制作情報，権利情報，営業情報，編成情報等

せて変化するものでもある．番組の基本情報となるメタ

多くのメタデータがそれぞれの工程で個別に生成されデータは，ある程度普遍的なものとなるが，放送コンテ

る．ただし，それらが統一的な管理体系のもとでデータンツを核にして，関連するサービスや商品にひもづける

ベースに格納されているわけではなく，異なるフェーズ

ためのメタデータ等，異なるビジネスドメインにおいて，において異なるメタデータ生成ポリシーのもとで管理さ新たなニーズにより追加されるメタデータもある．これれる．これらの工程にかかる複数のコミュニティの間でらメタデータのダイナミックな側面を可能な限りフォは，同じ名前のメタデータ要素が異なる意味に利用されローできるようなメタデータ標準の拡張及びメンテナン

る場合があり，また，スキーマも統一されていない．標スプロセスの確立が望まれる．
Web2.0 のキーワードの一つである，フォークソノミー

れるデータ構造のフィールドに入力されるデータそのも（folksonomy：folks（人々）と taxonomy（分類法）を合ののシンタクス上のルールや値の制限が統一されないま

わせた造語）とは，コンテンツの分類，意味付け（タグ付

まデータが生成されることが一般的である．インデクシ

け）を，コンテンツ提供者側が行うのではなく，ユーザ

ング，検索の便宜を図るためには，ある程度管理されたが行うことを意味する．このタグシステムを実装する

統制語彙から値を選択するのが望ましい．入力値のばらサービスが普及することにより，ユーザ視点，同一嗜好

つきは，一つのエンティティ内の異なる制作フェーズでをもつコミュニティに最適化されたコンテンツの分類，

メタデータを生成，共有する場合に非効率になるばかり

検索が可能となる．このようなユーザが主導するメタでなく，異なるエンティティ，例えばコンテンツプロバ

データ，あるいは，辞書生成管理のスキームを利用できイダから，コンテンツシンジケーションサービス，配信

るようなメタデータフレームワークの標準化も必要であサービスまでの様々なサービスプロバイダとの間でメタる．提供者側のタグ付けと，ユーザやコミュニティ側のデータを交換する場合にも問題を起こす．スキーマ，及

タグ付けは，互いに異なる特性をもつため，相互に補完

び，値のバリエーションは，データベースを利用するア

可能な関係にある場合が多い．放送系メタデータというプリケーション側の実装負担や検索処理のコストを上と，提供者側からの観点のみでのメタデータが生成されげ，せっかく付与したメタデータを有効活用することがる傾向があるが，コンテンツ流通，到達範囲を広げるた

できなくなるおそれがある．もちろん，すべてのアプリ

めには，ユーザ参加型のソーシャルデータベースを積極

139

小特集❷

準的なスキーマを利用した場合でも，スキーマで定義さ論評・サーベイ論文：放送通信融合とメタデータ

論評・サーベイ論文

4.3.1 核となるプロファイル

的に活用できることが重要となる．

5．む

す

び

コンテンツ配信サービスを展開する上での差異化要素
として，固定 / 携帯融合環境を提供するキャリヤやサー
ビスプロバイダが介在する，ホームネットワーク上のデバイス群と連携した新しいサービスが注目されている．
この不均一な環境におけるサービスを実装する場合に，コンテンツやサービスのメタデータ，ユーザのプロファ
イルはもとより，デバイスやネットワーク等，関連するメタデータ標準が，プラットフォームによらない汎用的なアプリケーション開発の鍵となる．
現在は，RSS/Atom フィードの普及によりコンテンツ流通の基本プラットフォームとしてメタデータが浸透し始め，放送通信融合の機運の盛り上がりに伴い，TVAnytime メタデータ等の放送系メタデータの実装プロファイルが開発され始めたという段階である．
今後は，コンテンツ再生環境やネットワーク環境のコ
ンテクストを表現するメタデータを含めて，これらメタデータ標準開発が，体系的に，かつ，各標準の間の整合性を図りながら加速されていくことを期待したい．
文

献［1］ ITU-T, Y.2001: General overview of NGN.
［2］ 3GPP, TS23.228: IP Multimedia Subsystem （ IMS ）；Stage2.

［3］ IETF, RFC3261: SIP: Session Initiation Protocol.
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─

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Content Description Interface ─ Part 5: Multimedia

Description Schemes.

［15］ ISO/IEC 21000-2: Information technology ─ Multimedia
framework（MPEG-21）─ Part 2: Digital Item Declaration.
［16］ ISO/IEC 21000-5: Information technology ─ Multimedia
framework（MPEG-21）─ Part 5: Rights Expression Lan-guage.
［17］ ISO/IEC 21000-6: Information technology ─ Multimedia
framework（MPEG-21）─ Part 6: Rights Data Dictionary.
［18］ ETSI, TS 102 471: IP Datacast over DVB-H: ElectronicService Guide（ESG）．
［19］ ITU-T, G.1010: End-user multimedia QoS categories.
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［21］ IETF, Internet Draft: Configuration Guidelines for BasicClasses of Managed Traffic.
［22］ ISO/IEC 21000-7: Information technology ─ Multimedia
framework（MPEG-21）─ Part 7: Digital Item Adaptation.
［23］ ETSI, TS 102 822-3-3: Broadcast and On-line Services:140

Search, select, and rightful use of content on personal
storage systems （“ TV-Anytime ”）； Part 3: Metadata;
Sub-part 3: Phase 2 - Extended Metadata Schema.
［24］ OMA Specification: OMA User Agent Profile V2.0, OMATS-UAProf-V2.
［25］ DMTF, DSP0001: Desktop Management Interface
Specification.
［26］ DMTF, DSP0007: CIM Specification 2.2.
［27］ DSL Forum, TR-069, CPE WAN Management Protocol.
［28］ ISO 15706-2: Infor mation and documentation ─International Standard Audiovisual Number（ISAN）─ Part
2: Version identifier.
［29］ ETSI, TS 102 822-1 〜 9: Broadcast and On-line
Services: Search, select, and rightful use of content on
personal storage systems（“TV-Anytime”）；Part 1 〜 9.
［30］ ETSI, TS 102 323: Digital Video Broadcasting（DVB）；
Carriage and signaling of TV-Anytime information in DVBtransport streams.
［31］ ETSI, TS 102 539: Digital Video Broadcasting（DVB）；
C a r r i a g e o f B ro a d b a n d C o n t e n t G u i d e （ B C G ）information over Internet Protocol（IP）.
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2006.
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［43］ 藤澤俊之，川口 透，三木智子， サーバ型放送用メタデー
タ─ ARIB STD-B38 および ARIB TR-B27 について， 映情
学誌，vol.61, no.2, pp.133 ─ 140, 2007.
［44］ 菅野 勝，清水智行， 携帯電話サービス向けメタデータ，
映情学誌，vol.61, no.2, pp.141 ─ 145, 2007.
［45］ 是津耕司， メタデータ検索技術の現状と今後の発展， 映情
学誌，vol.61, no.2, pp.146 ─ 151, 2007.
［46］ 住吉英樹，佐野雅規，八木伸行， メタデータ制作フレーム
ワーク ，映情学誌，vol.61, no.2, pp.152 ─ 157, 2007.
［47］ 川森雅仁， 海外のメタデータに関する動向， 映情学誌，vol.61, no.2, pp.158 ─ 161, 2007.
［48］ 山 岸 靖 明， メ タ デ ー タ 総 説， 映 情 学 誌，vol.61, no.2,
pp.128 ─ 132, 2007.
（平成 19 年 3 月 15 日受付，5 月 22 日再受付）

山岸 靖明▶ 1986 北海道大学大学院工学研究科原子工学専攻了．同年，ソニー（株）に入社．
以来，ハイパメディアシステムの研究，
MHEG の標準化，衛星インターネットの
研 究，PerfecTV! シ ス テ ム の 開 発，TVAnytime の標準化，サーバ型放送の標準化，IPTV 標準開発に従事．

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

小特集❷

放送通信融合とマルチメディア技術

高臨場感通信を実現する次世代映像符号化技術

論評・サーベイ論文

論評・サーベイ論文

Next Generation Video Coding Technologies for Ultra Realistic
Communication

八島由幸

†

Yoshiyuki Yashima†

Summary

ナログ放送は停止され，すべてデジタル放送に移行する．
解像度に関しても放送局などの素材系は既に HDTV に移行してきているが，視聴者宅までの二次分配も含めて

本論文では，NGN 時代の新しい映像サービスとして期待される高臨場感映像通信に向けた圧縮符号化技術について，現状の研究開発状況を概観し，今後の研究開発に向けた課題を論じる．まず最初に，高臨場感映像表現のための要素として，空間解像度，時間解像度，色表現，
画素深度，視点解像度の五つの軸を考え，これらに対すHDTV に完全移行していくこととなる．一方，電波を利用した放送サービスだけでなく，IP ネットワークを利用した映像配信サービスも普及が目覚ましい．光ファ
イバの普及や次世代ネットワーク（NGN）の検討・開発とともに，HDTV クラスの映像を安定的に配信できる

る映像符号化の要求条件を整理する．次に，高臨場感映

仕組みも整いつつある．このような背景のもと，IP ネッ

像表現に必要となる膨大な情報量を効率良く圧縮する手

トワークを利用した放送技術の研究開発［1］が行われて法への取組み状況を紹介する．これには動画像圧縮国際標準方式 MPEG-4 AVC/H.264 をベースとできるが，高臨
場感映像の性質や表現に応じたパラメータ拡張が必要とされる．最後に，ネットワーク環境や視聴環境にシームレスに適合するためにスケーラビリティの概念が重要であることを示し，映像符号化におけるスケーラビリティ

いる．文献［1］においては，IP ネットワークを利用した放送の目指すものとして，現状の電波による放送の要件を満たしつつ，IP ならではの新しい映像サービスを提供することがうたわれている．IP ネットワークならではの映像サービスには，双方向性を利用した視聴情報のを四つの軸，すなわち，画質スケーラビリティ，アルゴ

利用や，Web と連動した新しいサービスなど種々の観リズムスケーラビリティ，アーキテクチャスケーラビリ

点が考えられるが，その一つとして，IP ネットワーク

ティ，映像提示スケーラビリティに分類する．それぞれのスケーラビリティについて現在考えられている実現方
法を詳細に述べ，問題点の抽出と今後の課題を整理する．

Key words
映像符号化，高臨場感映像，IP ネットワーク，MPEG，
AVC/H.264

1．ま え が き

ともにデジタル映像が我々の身近なものとなっている．
地上放送に関しては 2011 年には現在の NTSC によるア
†日本電信電話株式会社 NTT サイバースペース研究所，横須賀市
NTT Cyber Space Laboratories, NTT Corporation, Yokosuka-shi,
239-0847 Japan

論評・サーベイ論文：高臨場感通信を実現する次世代映像符号化技術

柔軟に活用・制御できる IP ネットワークならではの映像サービスとなり得ると考えられる［2］．
超高臨場映像については，関連するフォーラム［3］が設立されるなど，産業界も含めて研究開発の機運が高まってきている．超高臨場映像を取り扱う際に重要なキーとなる技術の一つが映像圧縮技術である．2．で述べるように高臨場映像の情報量はこれまでに比べて更に莫大なものとなる．ソースとなる映像表現形式も従来とは異なる可能性も高い．映像符号化技術としては，現在
MPEG-2［4］や MPEG-4 part-10 AVC/H.264［5］（以下
AVC/H.264）が普及しており，地上デジタル放送やワン
セグ放送，DVD，次世代 DVD，テレビ電話／テレビ会
議など産業界でも広く用いられている．しかしながら，超高臨場映像に対しても，MPEG-2 や AVC/H.264 がそのままの形で適用できるのかどうかは大きな課題とし

141

小特集❷

地上デジタル放送や，DVD，携帯端末などの普及との広帯域性を利用した超高臨場映像サービスは，帯域をて存在する．

HDTV で は， 空 間 解 像 度 は 720 × 480 ま た は 1920 ×

本論文では，このような背景のもと，これからの IP

1080，時間解像度 30 フレーム / 秒（frame per second,

ネットワーク映像時代のキラーアプリケーションと見らfps），画素深度 8 bit/pixel，色表現は RGB の 3 原色，視れている超高臨場映像を，映像圧縮技術の観点からとら

点数は 1，というのが一般的である．ナチュラルクオリ

えて現状と課題を明らかにしていく．まず 2. では，現

ティ映像ではこれらの数値がどのように変わっていくだ

状の映像フォーマットを超えるような新たな映像表現形

ろうか．

式を体系的にまとめ，それらに対する圧縮符号化への要

まず第 1 の要素である「空間解像度」の拡張に関して考求条件を整理する．3. では，種々の観点から定義されえてみよう．HDTV の空間解像度は 1920 × 1080 である高臨場映像に対して，現在までに取り組まれている研る．これに対して，HDTV を超える解像度をもつカメ

究開発状況を概観する．更に 4. では，高臨場映像通信

ラやディスプレイが既に開発されてきている．HDTVのために重要となるスケーラビリティに焦点をあてて，の 4 倍の画素数をもつ 4 k × 2 k クラスでは，4 k × 2 k

種々の観点からのスケーラビリティを定義した上で，研カメラやデジタルシネマ［6］などがあり，また，スーパ

究開発の取組み状況を詳細に紹介し，現状の到達点と今ハイビジョン（SHV：Super Hi-Vision）［7］〜［9］では更後の課題を明らかにする．

にその 4 倍の 8 k × 4 k（7680 × 4320）の解像度を有している．大画面向けの映像規格としては前記デジタルシ
ネ マ の ほ か，ITU-R に お け る LSDI（Large Screen

2．新しい映像表現と圧縮符号化への要求条件

Digital Imagery）
映像フォーマット規定［10］や ITU-T に
2.1 新しい映像表現

おける伝送トランスポート規定
［11］
がある．

衛星デジタル放送，地上デジタル放送，民生向けハイ

次に第 2 の要素である「時間解像度」に関しては，前述

ビジョンカメラ，次世代 DVD などの開発普及とともに，の SHV が既に現行標準 TV や HDTV の 2 倍の 60 fps

世の中の映像フォーマットは，家庭に至るまでこれまでを実現している．現行の 30 fps というフレームレートはの標準テレビから本格的な HDTV 時代に突入しようとフリッカが検知されないように設定されたという経緯がしている．一方，スーパハイビジョンや立体といった最あり，必ずしも実際に目で見たものと同じように動きが近の新しい映像への取組みにかんがみると，今後の映像

見えるには十分でない．Spillmann らの神経生理学的観の進むべき方向性は，より高臨場感のあるナチュラルな点から研究した文献［12］によれば，視細胞から出る電気

映像（以降これを「ナチュラルクオリティ映像」と呼ぶ）にパルスは，種々の刺激に対して秒 300 個以上発生しない

向かっている．ナチュラルクオリティ映像の実現のため（文献［12］ではネコによる実験が示されている）．網膜のには種々の要素が関連すると考えられるが，本論文では，細胞の特性から，視覚では 1/200 秒から 1/300 秒の発光

ナチュラル化の要素として図 1 に示すように，「空間解像を認識できるとすると，実際に目で見た動きと同じ映像

度」「時間解像度」「画素深度」「色表現」「視点解像度（視点を再現するためには，200 〜 300 fps の高フレームレー数）」の五つの軸を考えてみる．現行の標準 TV あるいはト映像が必要ではないかと考えられる．実際，高フレー

Original bit rate(uncompressed)
100 Mbit/s

Original bit rate(uncompressed)

Original bit rate(uncompressed)

1 Gbit/s
Spatial resolution

720 480

1920 1080

4 k 2 k, 8 k 4 k

4〜16 Gbit/s

Temporal resolution

30 frame/s

30 frame/s

120〜 300 frame/s

40 Gbit/s

Color representation

RGB 3-components

RGB 3-components

Multispectral

80 Gbit/s

Bit depth
Viewpoint resolution

8 bit/pixel

8〜10 bit/pixel

10〜16 bit/pixel

160 Gbit/s

singlesingleMultiview/3-dimensional

16 Tbit/s

図1

142

ナチュラルクオリティ映像表現

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

来の RGB の 3 バンドよりも多くのバンド，6 バンドや細化する手法の研究［13］や，HDTV を毎秒 300 フレー

16 バンドをもつマルチスペクトルによって映像を表現

ム撮影することのできるカメラの開発［14］が行われてするものであり，視聴環境の変化にも対応した色再現がいる．更に高速な物体抽出のためのチップ開発も行わできるのが特徴である．カメラディスプレイのほか伝送れている［15］．

装置なども試作されている．

ナチュラル化の第 3 の要素である「画素深度」に対して

第 5 の要素である視点の解像度については，現状は基はどうだろうか．現状では RGB それぞれ 8 〜 10 bit で本的に単一視点である．スポーツ中継のように複数のカの表現が一般的である．これはディスプレイに表示した

メラ映像を送り手側が切り換えて送信する場合もある

ときに偽輪郭が検知されないという要求要件に対してはが，視聴者側から見れば自由度はなく一視点といえる．

妥当な値である．しかしながら，このビット数では自然

これに対して，受け手側で自由に視点を変えることので界の光の物理量を正確に表すことはとうていできない

きる新しいテレビジョンの考え方が提案されていし，質感を表現することにも限界がある．このため，る［26］．「自由視点テレビ」と呼ばれるこのシステムは，

CG の世界では以前より，ハイダイナミックレンジ映像

10 〜 100 個のカメラ映像で一つの対象物やシーンを撮（HDRI：High Dynamic Range Image）という形で表現

影して映像を送り，受信側では視聴者が好みの視点から形式が考えられてきた［16］．HDR 映像を効率良く表現の映像を選択して視聴できるものである．また，view

するために，RGBE，LogLuv，OpenEXR などのファinterpolation 技術を使うことで，カメラ視点だけでなくイルフォーマット形式が提案されている［17］〜［19］．

実際にはカメラのない仮想的な位置からの視聴も考えら

また，デジタルシネマ規格では暗いシーンのコントラス

れている．三次元映像という広い枠組みでは，光線記述・

ト表現や質感を出すために 12 ビット表現が用いられる

ワイヤフレームモデルのほか，ホログラムや CT など多［6］．医療診断用の静止画像としては 10 〜 16 ビットが数の立体表現が考えられている．

必要とされる．動画像においても見た目と同じようなク

2.2 映像圧縮技術への要求条件

オリティを再現するパラメータとして今後拡張されるべ

前節で述べたような「ナチュラルクオリティ映像」は，き要素であるといえる．カメラやディスプレイといった映像符号化技術にどのような影響を与えるだろうか．ま

入出力系まで考慮して動画像の見えを現実のように再現

ず，映像を表現するための情報量が莫大に増えるというする研究も行われている［20］．

ことは容易に想像がつく．図 1 にも示したように，現状

第 4 の要素である色表現については，現状は RGB のの HDTV の情報量は非圧縮の場合，約 1 Gbit/s である．

3 原色で表現するのが一般的であり，放送メディアや蓄

これに対して空間解像度が 4 k × 2 k，8 k × 4 k になる

積記録メディアなどは ITU-R BT.709［21］で制定されとそれぞれ 4 倍，16 倍，すなわち 4 Gbit/s，16 Gbit/s

る sRGB という規格に準拠している．しかし最近，よりの情報量となる．一方時間解像度が仮に 300 frame/s に広い色空間まで表現可能な xvYCC と呼ばれる規格が国なれば，現状の 10 倍であるので情報量は 10 Gbit/s，空際電機標準会議 IEC にて IEC 61966-2-4 として制定さ間解像度と時間解像度がともに上がればこれらの乗算でれ［22］，原色により近い色を再現できるディスプレイが効いてくるので 160 Gbit/s という莫大な情報量とな登場している．一方，スペクトル情報をもとにして実物る．更に，画素深度 16 bit 表現だと現状の 2 倍，色表現を見たままの忠実な色再現を行う「ナチュラルビジョン」

を 6 バンド表現にすると 3 倍，100 視点にすると 100 倍と呼ばれるシステムが開発されている［23］〜［25］．従の情報が必要である．

論評・サーベイ論文

ムレート映像の取得方法としてフリッカを抑えつつ高精For Natural Quality Video
Higher efficiency videocoding technologies
than H.264

Variety of video
distribution and observation

Video coding technologies
for a sense of“being there”
Extension ofvideo dimension

小特集❷

Increase of bit rate
for original video

Scalable and reconfigurable video coding
technologies

For HDTV
MPEG-2, H.264/AVC

図2

符号化に求められる研究開発の三つの方向性

論評・サーベイ論文：高臨場感通信を実現する次世代映像符号化技術

143このように膨大な情報量をもつ新しい映像に対する符で詳しく述べるが，スケーラビリティの概念は非常に広号化技術に求められる要求条件として，図 2 に示すようくとらえることができ，画像サイズ・画質・ビットレーに，超高圧縮符号化技術・環境適応符号化技術・高臨場

トといった符号化ストリーム形式にかかわるものから，

感映像符号化技術の三つを挙げることができる．以下そ符号化装置の構成方法や演算量，すなわち実現方法にかれぞれの必要性を述べる．

かわるものまで，非常に多様な観点から考えることが重取り扱う映像の情報量が膨大になるため，ネットワー

要である．

ク帯域や蓄積デバイス能力が向上していくとはいえ，非映像符号化に求められる三つ目の要求条件としては，

圧縮そのままの形で映像を扱うことは困難であり得策で映像フォーマット自体が新しくなることへの対応が重要もない．そのため，現状にも増して超高圧縮な符号化技である．従来の圧縮技術は，国際標準を含めて，基本的術の重要性が高まってくる．現在は MPEG-2 や AVC/に現状の標準 TV や HDTV を対象にして設計されていH.264 といった国際標準方式が普及し，非圧縮 1 Gbit/s

る．新しい映像形式が登場すれば，それに適合した新しの HDTV クラスの映像に対しては，それを 10 Mbit/s

い圧縮技術が導入されるべきである．例えば，大画面の以下に圧縮符号化することが可能となってきている．

特性をより積極的に利用したり，多視線映像における複AVC/H.264 では，標準化を行う際に演算量という制限

数カメラ映像から「奥行」という新たな情報を利用するなを大幅に緩和して，画質向上に寄与する符号化ツール，どが考えられる．

すなわち要素技術を極めて多く搭載した．このため，エンコーダ設計の際には演算量をかけて多くの符号化モー3．新しい映像に対する圧縮技術の取組み

ドから最適なものを選択するようにすれば，高圧縮かつ高画質な圧縮が可能である．これにより，AVC/H.264

3.1 MPEG-4 AVC/H.264

は MPEG-2 に比べると 2 倍以上の符号化効率を達成でAVC/H.264［5］
［28］
， ［
，29］
は高効率動画像符号化国際

きる潜在能力をもっているが，ナチュラルクオリティ映

標準として，以降に述べる今後の種々の拡張を考える上

像圧縮のためには更に数倍〜数十倍の効率が求められてで基本になるものであり，ここにその概要を述べておく．

くるため，符号化ツールの更なる拡張とともに，動き補

AVC/H.264 の基本は，他の圧縮標準と同じように，

償（MC：Motion Compensation）と離散コサイン変換

動き補償（MC）とコサイン変換（DCT）を組み合わせたも（DCT：Discrete Cosine Transform）という従来の枠組のである．図 3 にブロック構成を示す．入力映像は 16

みを超えるような斬新な手法の開発が望まれている［27］．

× 16 サイズのマクロブロック（MB）と呼ばれる小ブ

一方，環境への適応化も重要である．新しい映像形態

ロックに分割され，MB ごとに符号化処理が施される．

が一気に市場に普及することはなく，また，視聴するネッ

MB ごとに検出された動きに従って既に復号済みのフトワークや端末の環境は視聴者ごとに異なる．視聴者ごレームから動き補償フレーム間予測が行われ，動き補償とに映像コンテンツを作成していては，作成／蓄積コス

予測差分信号が計算される．動き補償予測差分信号は 4トやコンテンツ管理コストが高くなるため，様々な環境

× 4 あるいは 8 × 8 サイズのブロックごとに整数 DCTに柔軟に適合できる符号化形式が求められる．このようが 施 さ れ， 量 子 化 処 理 の 後， コ ン テ ク ス ト 適 応 型 のな機能は一般的に「スケーラビリティ」と呼ばれる．4．

VLC あるいは算術符号化がなされる．量子化処理後のPrediction- interframe(I/P/B)- intraframe

CAVLC
CABAC

Integer DCT
- 4x4
- 8x8
Prediction
error

Input Video−

Bitstream

DCT

Q

EC
IQ

Reference
Video

IDCT
+

Variable block size
- 16x16/16x8/8x16/8x8/
8x4/4x8/4x4- multiple reference frame

ME

MC
VM

Locally decoded video

図3

144

DCT: Discrete cosine transform
Q:Quantizer
IQ: Inverse quantizer
IDCT: Inverse DCT
VM: Video memory
ME: Motion estimation
MC: Motion compensation
EC: Entropy coding

H.264 エンコーダの基本構成

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

号性質があり，映画ならではの表現の一つとしてとらえ像と加算されることで復号映像となり，次のフレームのられているが，信号的には雑音と同じような信号成分で予測参照映像として利用される．一方，動きが複雑で予あり圧縮が非常に難しい．そのため圧縮前に雑音を除去

測が当たらない場合にはフレーム内予測が行われる．符

してデコード側でフィルムグレインを付け加える手法

号化処理対象 MB と時間的に同一のフレームで，既に［33］や，フィルムグレインを消さないようなエンコード

符号化済みの画素によってフレーム内予測が施されて予制御手法［34］などが研究されている．

測残差を得る．フレーム内予測残差はその後，フレーム

一方，超高精細映像に対しても，AVC/H.264 をベー間予測の場合と同様に処理される．以上が AVC/H.264

スとして高い符号化効率を追及していくことが課題との基本構成である．以下の 10 項目は HDTV を符号化なっている．空間解像度，すなわち画素数が従来より増する場合の AVC/H.264 のベースとしてよく利用される

え た だ け と い う 観 点 か ら 見 れ ば，MPEG-2 や AVC/

Fidelity Range Extension（FRExt）の大きな特徴となっH.264 をそのまま適用することが可能である．例えば 4ている．

k × 2 k コーデック［35］や 8 k × 4 k の SHV コーデッ

（ 1 ） MB における動き補償ブロックサイズを七つのパ

ク［36］はその一例であり，既に装置化され実検証もされターンから選択（可変ブロックサイズ動き補償）ている．しかしながら，これらの超高精細映像について，（ 2 ） 重み付き予測の導入（フェード等への対応）

画素相関性などの統計的性質は従来の HDTV とは異な（ 3 ） 時間的に前後の任意の 2 枚のフレームから予測る．そのような特性を符号化パラメータの設計に積極的可能（B ピクチャからの予測も可能）（ 4 ） 1/4 画素精度動き補償に生かしていくことが重要である．
前述したように AVC/H.264 では符号化の単位として（ 5 ） フレーム内予測パターンは 13 種類から選択

最大 16 × 16 サイズのマクロブロックを用いている．ま（ 6 ） 周波数変換に整数型の DCT/IDCT を利用た，DCT のサイズは最大 8 × 8 である．しかしながら，（ 7 ） DCT サイズは 4 × 4 と 8 × 8 の 2 種類

4000 × 2000 や 8000 × 4000 といった超高精細映像に対（ 8 ） 量子化マトリックスの導入

しては，画素間相関やブロックごとに必要となるサイド（ 9 ） コンテクスト適応型算術符号化の導入

情報の増加などの理由により，これらのブロックサイズ（10） デブロッキングフィルタ

は小さすぎるという指摘がされている［37］〜［39］．こAVC/H.264 は多種多様な符号化ツールを搭載していれを踏まえて，松村らは，最大マクロブロックサイズをるため，エンコード側でこれらのツールを使いこなす，32 × 32，64 × 64 へと拡大する手法について検討してすなわち最適化していくことが重要なポイントとなる．

おり，ビットレートが低くなるとマクロブロックサイズ

最適化すれば MPEG-2 の 2 倍以上の符号化効率となり，拡大の効果が大きいことを実験的に示した［37］．どの程高画質を維持したまま HDTV 映像を 10 Mbit/s 以下に度のマクロブロックサイズが適当かは，量子化ステップ

圧縮することが可能なため，IPTV や地上デジタル放送

サイズ（すなわちビットレート）及び DCT 係数の符号量の IP 再送信向けの映像圧縮方式として検討されていると相関性があることを明らかにし，既に符号化済みのフとともに，今後の新しい映像に対するベースの符号化手

レームから，符号化対象となっているフレームでの最大法として期待されている．

マクロブロックサイズを決定する手法を示し，低レート

3.2 超高精細映像符号化の場合 50% 程度の符号量削減が可能なことを示してい

デジタルシネマやスーパハイビジョンといったる．一方，Sakaida らは，マクロブロックサイズは 16

HDTV を超える空間解像度を持つ超高精細映像向け符

× 16 のまま DCT に 16 × 16 ブロックサイズを導入す

号化技術の取組みをいくつか紹介する．

る 手 法 を 試 し て い る［39］． こ れ は， 画 素 間 相 関 がデジタルシネマ用の映像圧縮としては DCI 仕様におHDTV よりも強い領域の処理として，従来 4 × 4 サイズの DCT のみであったものを HDTV 向けに 8 × 8 サ
イズの DCT を導入した AVC/H.264 の FRExt 標準化

では編集などの容易性も重要なファクタであり，フレーの過程のアナロジとしてとらえると，自然な拡張である

ム内処理に特化して最適化が図られている JPEG2000といえる．これらの手法は，現在の AVC/H.264 のシンを採用しているのは，シネマに求められる画素深度や色タクスの枠組みを拡張しなければならないが，今後予想

表現などとの親和性も採用の理由である．デジタルシネ

される映像の高精細化にかんがみると，詳細な検討をす

マ向けコーデックは既に装置化もされており
［31］，
［32］，

るに値するパラメータであるといえよう．大画面で見る

デジタルシネマ産業において今後普及が期待される．一場合と，将来低に家庭で超高精細ディスプレイで見る場

方，シネマに特有の符号化研究も行われている．例えば，

合とでも条件は異なる可能性があり，様々な環境下でのデジタルシネマ信号はフィルムグレインという特有の信評価が必要であろう．

145

小特集❷

い て JPEG2000 の デ ジ タ ル シ ネ マ 向 け プ ロ フ ァ イ ル［30］を利用することが決められている．デジタルシネマ

論評・サーベイ論文：高臨場感通信を実現する次世代映像符号化技術

論評・サーベイ論文

整数 DCT 係数は逆量子化・逆整数 DCT を経て参照映3.3 高フレームレート映像符号化ている．更に，実画像を用いて同モデルの妥当性も検証

高フレームレート映像の圧縮符号化に関しての研究もしている．フレームレートとフレーム当りの符号量の関

第 1 歩を踏み出し始めた．符号化アルゴリズムやパラ係は図 4 のようになる［41］．フレームレートが高くなる

メータ設計のために統計的性質を明らかにしようというほど 1 フレーム当りの符号量が少なくなることが確認さ試みがいくつか行われている．基本的には MPEG-2 やれ，符号量はフレームレートの 2 乗の逆数及びフレーム

AVC/H.264 などの標準手法を適用することが可能であ

レートの逆数の関数として表現できることが導かれる．

るが，フレームレートが毎秒 100 フレーム，1000 フレー

フレームレートが高くなることで動き検出手法にも工ムと増えるにつれて情報量が増える反面，フレーム間相夫が必要である．フレームレートが高くなると隣接フ関は強くなることが容易に予想される．これを踏まえて

レーム間の時間間隔は極めて小さくなり，数十分の 1 画

どのように符号化パラメータを最適化していくかが一つ素から場合によっては数百分の 1 画素の精度で動きを探のポイントである．また，フレームレートが増えること

索しなければならない可能性もある．しかしながら，小に伴う処理時間の増加をどのように解決するかも課題と数画素精度の動きを検出するための補間画素作成フィル

いえよう．高フレームレート映像に対しては，現状は，タの低域通過特性による制約のため

統計的性質の解明やモデル化，動き特性の解析など基礎度で予測精度は頭打ちになってしまう．坂東らは，図 5的研究が主であり，圧縮符号化も絡めた詳細な検討は今に示すように，フレームが時間的に密に存在することを後の課題として残されている．

利用して，整数精度の変移量による対応付けが可能なフ

1/2 〜 1/8 画素程

高フレームレート映像信号の解析には坂東らが精力的

レームを高速に見出し，見出されたフレームとの間で整に取り組んでいる［40］〜［42］．まず，高フレームレー

数画素精度動き補償をする手法を提案している［42］．

ト映像信号を対象に，フレームレートとフレーム間予測

一方，高フレームレート映像圧縮データを原映像とし誤差信号の情報量の関係について定量的な評価を行うこて一元管理しておき，既存ディスプレイなど様々な条件とを目的として，両者の関係を示す理論モデルを構築しに応じて 24 fps，30 fps，60 fps，120 fps など様々なフレー
ムレートの映像を再生するフレームレートのスケーラビ
リティ技術も今後は重要となる．スケーラビリティ関連
技術については 4. で述べる．

2.4

Bit rate [bits/pixel]

Observed
Theoretical

3.4 マルチバンド映像符号化
マルチバンド映像は，従来の RGB による 3 原色表現

2.0

ではなく波長成分による多原色表現されるため，コン
ポーネント数が従来に比べて増加する．情報量もそれに伴い増加することになり効率的な圧縮が重要となる．マ

1.6

ルチスペクトル映像としては旧来よりリモートセンシン
グ画像がよく知られており，また最近では，前述したよ

1.2

1000

100

Frame rate [frame/s]

図4

うに正確な色再現を目的とした「ナチュラルビジョン」シ
ステムも開発されてきている．これら多バンド映像につフレームレートと画素当りの情報量の関係

いては一つのバンド内の相関だけでなく，バンド間にもtimeTrack of a moving object
Sampling point

Pixel shift(integer
pixel
precision)

Pixel shift from theprevious frame(1/F pixel precision)
Sampling point

Targeted frame

Previous frame

Current frame (to be coded)

Integer precision motion compensation

図5

146

高フレームレート映像に対する動き補償予測

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

論評・サーベイ論文

Multiband video

λ

λ
λ
・
・
・

F1

G1

F2

G2

F3

G3

Wavelet Transform
Wavelet Transform
Wavelet Transform

KL-Transform

Fn

Gn

Wavelet TransformλInter-band compression

図6

Intra-band compression

マルチバンド映像のバンド間／バンド内相関除去の例

相関があるため，これらの二つの相関を利用して圧縮がcamera

行われる手法が考えられてきた．中でも，バンド間相関
換を適用する方法が多く考えられている
［43］
［44］
， ．図 6に概念図を示す．図 6 では先に KL 変換を施しているが，ウェーブレット変換を先に施してからバンド間 KL 変換
する手法もある．文献［45］ではバンド間に重み付き KL

time [frame]に KL 変換を適用し，バンド内相関にウェーブレット変変 換 を 施 し た 後， 変 換 後 の 各 バ ン ド 内 相 関 除 去 にMC(motioncompensation)

JPEG2000 を適用している．
一方，Takamura ら［46］はマルチバンド映像を主成分

DC(disparity
compensation)

分析する際に 3 バンドの可視信号と不可視信号に分離して扱う手法を提案した．この手法では，色差信号成分が

図7

マルチビュー映像における動き補償と視差補償

輝度信号成分の半分の解像度をもつ 4：2：0 形式の汎用的 AVC/H.264 エンコーダでマルチバンド動画像を取り別に符号化手法の研究が進められているのが現状であ扱うための工夫として，二つの 4：2：0 シーケンスを用る．複数のカメラで一つの対象を撮影して受け手側で任意し，可視信号の主成分と不可視信号の主成分を支配的意のカメラ位置からの映像を再生するマルチビュー映像

コンポーネントとしてエンコーダの輝度信号に割り当［26］に対しては，視点ごとの映像の表現形式は通常のビて，その他のコンポーネントをサブサンプルして色差成デオ信号と同じであり，AVC/H.264 の応用が可能であ

分に割り当てることで効率的な圧縮を実現している．

る．マルチビュー映像の場合，図 7 に示すように動き補償に基づく一つのカメラ映像内相関除去とカメラ間の視差信号を同じ解像度のまま扱う 4：4：4 形式の規格が考差に基づく相関除去とを組み合わせて符号化することがえられている．この規格では，符号化効率を考慮して，

しばしば行われる．Yamamoto らはカメラの間の中間画

輝度成分と色差成分に従属関係をもたせず，各コンポー

像を効率良く補間する手法を AVC/H.264 に組み合わせ

ネントを独立に符号化することができる．AVC/H.264

た圧縮方法を検討している［47］．一方，木村らは三次元の 4：4：4 対応プロファイルは，複数の波長成分で構成

空間の情報を空間中を伝搬する光線の情報を用いて記述されるマルチバンド映像に対しての親和性も高いと考えする光線空間法に基づき，カメラを円形状に配置した場

られ，今後適用可能性の検討が期待されるところである．

合には，光線が通過する位置と光線が通過する方向の二3.5 高視点解像度映像符号化

次元空間を考えると，物体上の 1 点がサイン波の軌跡を高視点解像度映像を分かりやすくいえば，三次元への描くという特徴を用い，軌跡に沿った形で DCT を施し

映像次元拡張ととらえることができる．三次元映像に関て圧縮する手法を提案している［48］．また，韓らは，頂しては入力映像フォーマット自体の定義が一意に決まっ点とエッジで構成されるメッシュによって表現された動ているわけではなく，それら多様な表現形式に対して個対象物に対して，従来の動き補償を三次元的に拡張した

論評・サーベイ論文：高臨場感通信を実現する次世代映像符号化技術

147

小特集❷

更に，最近では AVC/H.264 において，輝度信号と色手法を試みた［49］．その他，CT のようなボクセル表現

一つの圧縮データストリームがあったときに，そこからされた画像データの圧縮やホログラム干渉じまの圧縮手

一部分のデータを切り出すことで，異なる映像サイズの法なども取組みが見られる．このように三次元空間の映像が再生できたり，異なる SNR の映像が再生できる

様々な表現形態の性質に即した符号化研究が行われていという，いわゆる画質に関するものが一般的に知られてるのが現状である．

いる．しかしながら，スケーラビリティの考え方は必ず

3.6 高ダイナミックレンジ映像符号化

しもこのような画質に関連することに閉じるものではな

AVC/H.264 では FRExt 及びプロフェッショナル向く，もう少し広義にとらえることが可能である．図 8 に，けのプロファイルとして，14 ビットまでの画素深度に映像符号化の分野で考えられる種々のスケーラビリティ

対応することを可能にしようとしている．しかしながらとその分類について示す．大きくは，

これらは，圧縮技術的には従来の AVC/H.264 の枠組み

（ 1 ） 画質に関するスケーラビリティ

をそのまま利用するものであり，特段目新しさはない．

（ 2 ） アルゴリズムに関するスケーラビリティ

一方，高ビット深度の映像を，低ビット深度に変換する（ 3 ） ソフトウェア / ハードウェアアーキテクチャにことで広義の情報圧縮ができるが，これは tone map-

関するスケーラビリティ

ping と呼ばれている．Tone mapping は高ビット深度画（ 4 ） 映像提示に関するスケーラビリティ

像を限られた深度表現しか表示できないディスプレイにの四つに分類できる．以下それぞれのスケーラビリティ

映す場合によく用いられるが，単に LSB 側のビットプに関しての詳細を述べる．
4.2 画質スケーラビリティ

レーンデータを捨てればよいというものではなく，より高画質を得るべく多くの手法が提案されている．代表的画質のスケーラビリティは，映像符号化のスケーラビなものとしては Reinhard らの global zone operator［50］

リティの中でも最も一般的なものとしてとらえることががある．更に tone mapping された画像（TM）と，もとできる．図 9 に画質スケーラビリティの概念を示す．圧の HDR 画像の比率を Ratio Image（RI）という形で表現

縮された符号化ストリームは階層的なデータから構成さ

し，TM 画像を通常の JPEG 圧縮，RI を JPEG のラッれている．この階層ストリームは，ベースレイヤと呼ばパーのデータサイズに抑え込むようにダウンサンプルしれる基本階層と，エンハンスメントレイヤと呼ばれる拡て JPEG 圧縮し，TM と RI を多重化してファイリング

張階層に分けることができる．基本階層のデータは基本

するような手法も提案されている［51］．広い意味で考え的にすべてを復号する必要がある．一方拡張階層のデー

ると，これは次章に述べるスケーラビリティの範疇にとタは，Extractor によって部分的に切り出すことが可能

らえることが可能である．

な構成になっており，その切出し方によって画像サイズを変化させたり，SNR を変化させたりすることができ

4．ブロードバンド IP ネットワーク技術の進展

る．画質スケーラビリティの範疇に入るものとしては，
空間解像度スケーラビリティ（Spatial scalability），時

4.1 スケーラビリティの概念

間 解 像 度 ス ケ ー ラ ビ リ テ ィ（Temporal scalability），

映像符号化の分野でのスケーラビリティについては，

SNR スケーラビリティ（SNR scalability），色解像度ス

Codec implementation-Implementation scalability-Architecture scalability

Complexity-Computational complexity scalability-Algorithm scalability-Spatial scalability-Temporal scalability-SNR scalability-Color format scalability-Bit-depth scalability

Picture quality-ROI scalability-View scalability
Observation

図8

148

映像符号化におけるスケーラビリティの分類

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

Input video

論評・サーベイ論文

Scalable bit-stream

Bit-stream extractor

Enhancement
layer

Scalable
Encoder

Base layer

Higher quality
Decoder

Decoded video

Decoder

Decoded video

Decoder

Decoded video

Decoder

Decoded video
Lower quality

Input video

図9

画質スケーラビリティの考え方

−

−

DCT

Q

EC
IQ

Interlayer prediction(for prediction error)
Interlayer
prediction

IDCT+

MCprediction

2:1
↓

+

MC

ME

Enhancement layer bit-stream

VM
Motion vector
prediction
1:2

−

EC
to bit-stream
↑

↑

↑
−

1:2

DCT

1:2

Prediction error

Decoded video

EC

Q
IQ

ME

MotionvectorIDCT

to bit-stream

EC

Base layer bit-stream

+
MC
VM

図 10

空間解像度スケーラビリティ実現のブロック構成（2 階層の場合）

り，JVT 国際標準化の中で JSVC（Joint Scalable Video

depth scalability）スケーラビリティがある．

Coding）として検討されているものである［52］．仮に二4.2.1 Spatial スケーラビリティ

つの解像度を CIF（352 × 288）
，QCIF（176 × 144）と空間解像度スケーラビリティを例にとって詳細に説明する．このスケーラブルエンコーダへの入力としてはする．図 10 は，AVC/H.264 を用いて二つの空間解像度

CIF サイズの映像が入力され，まず縦横 2 分の 1 のサイのスケーラビリティを実現するためのブロック図であズ，すなわち QCIF サイズにダウンサンプルされる．こ論評・サーベイ論文：高臨場感通信を実現する次世代映像符号化技術

149

小特集❷

ケーラビリティ（Color format scalability），画素深度（Bitのダウンサンプリング方法はエンコーダだけに関するもで最適値が定まってくる．Wolf ら［53］はアップサンプのであり設計は自由であるが，通常は折返しひずみ除去

ルフィルタとして，0 次補間（隣接画素繰返し），bilinearのための低域フィルタを施した後に水平垂直方向にそれフィルタ（1，1）/2，bicubic フィルタ（-1，5，5，-1）

ぞれ 2：1 サブサンプルを行うことで実現される．得ら/8，6 タップフィルタ（1，-5，20，20，-5，1）/32 のれた QCIF サイズ映像は AVC/H.264 にて圧縮符号化さ四つを取り上げて予測効率を比較している．これによれ

れ，これが基本階層符号化データとなる．一方で，原画ば，高解像度映像についてフレーム内符号化のみ用いるである CIF サイズの映像も AVC/H.264 をベースに圧縮

場合には 0 次補間以外はあまり差がないことが示されて符号化されるわけであるが，ここで既に符号化されていいるが，高解像度映像についてもフレーム間符号化を行る基本階層の情報を予測に利用することがポイントとなう場合，すなわち高解像度映像の動き補償フレーム間予る．すなわち，通常の AVC/H.264 は予測参照信号とし

測誤差信号を低解像度映像の動き補償フレーム間予測誤て，イントラ予測（同じフレームの画素値で予測する）と差信号で予測する形の場合には，最適のフィルタが映像

インタ予測（時間的に異なるフレームの画素値で予測すの動き特性によって変化することが明らかにされている．

る）の二つを用いるが，これに加えて，解像度の低い同

図 11 に JSVC において使われている階層間予測の処理

フレームの画素値で予測する「レイヤ間予測」を導入す

イメージを示す．図 12 はベースバンド映像でのアップ

る．図 11 にこれら三つの予測の関係を示す．レイヤ間

サンプル予測，図 13 では動き補償予測誤差映像でのアッ予測としてはベースバンド映像の予測だけでなく，動き

プサンプル予測信号の例を示している．

補償予測誤差信号を直接予測するモードもある．レイヤ

更に複雑なアップサンプル手法としては，低解像度レ

間予測は，時空間的に同じ位置からの予測になるので予イヤ映像に対して非線形な処理による超解像処理を施し

測誤差を小さくできる可能性がある．しかしながら解像て高解像度化する手法が提案されている［54］．いかに入度が異なっているため，予測の際には下位レイヤ信号を力高解像度映像に近づけるようにアップサンプルするか

縦横 2 倍にアップサンプルした信号を用いて予測するこという意味では注目すべき技術であり，今後の一つの大とになる．よって，アップサンプルした映像をいかに原きなテーマであるといえよう．

画像に近づけるかが重要なポイントとなる．このアップ

空間解像度のスケーラビリティは，今後 8 k（8000 ×

サンプルの方法はエンコーダ・デコーダで一致させてお4000）や 4 k（4000 × 2000）クラスの映像と HDTV クラ

く必要があり，映像符号化標準化においては規定される

ス（2 k，2000 × 1000）の映像を共存させるために，8べき項目となる．アップサンプルのための補間フィルタ

k/4 k/2 k の 3 段階スケーラビリティへの適用の検討がとしてどのようなものを用いるべきかという詳細な検討

大きく期待されるところである．

は例えば文献［53］にある．一般的にはタップ数の長い

4.2.2 Color Format スケーラビリティ

フィルタを用いればアップサンプル映像の高周波成分の色解像度のスケーラビリティは，空間解像度スケーラ

再現性は向上するが，演算量との関係とのトレードオフ

ビリティの一つとしてとらえることができる．映像信号

Enhancement layer(Large size image)

Decoded previous frame

Decoded macroblocks
Motion compensatedInterframe prediction
Intraframe prediction

Current macroblock(to be coded)Inter-layer prediction(from spatially same position)

Base layer(Small size image)

Upsampling
Decoded frame

図 11

150

空間解像度スケーラビリティ拡張階層における三つの予測方法

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

論評・サーベイ論文（ b ） Downsampled (BL) （ c ） Decoded BL (BLD)（ a ）Original (EL)（ d ）Upsampled BLD

図 12（ e ）interlayer prediction error (EL-BLD)

JSVC における階層間予測の例（ b ）Upsampled BLE（ a ）MC prediction error in BL (BLE)

図 13（ c ）MC prediction error in EL (ELE)

JSVC における予測残差の階層間予測

は R，G，B 表現から Y，Cb，Cr という一つの輝度信号と二つの色差信号の表現に変換されて圧縮符号化過程

Y

Y

Y

に入力されるのが一般的である．ここで，図 14 に示す
ように，色差信号 Cb，Cr の解像度を輝度信号 Y と同じにするのが 4：4：4 フォーマット，水平方向だけ半分

Cb

Cb

Cr

Cr

Cb

の解像度にするものが 4：2：2 フォーマット，水平方向
も垂直方向も半分にするものが 4：2：0 フォーマットと呼ばれる．コンテンツ作成・記録や素材伝送では 4：4：
4 や 4：2：2 フォーマットが用いられ，ユーザへの配信など最終視聴環境では 4：2：0 フォーマットが用いられることが多い．スケーラビリティ実現の方法としては，

4：4：4

図 14

4：2：2

Cr

4：2：0

4：4：4/4：2：2/4：2：0 カラーフォーマット

プルし 4：4：4 映像への予測信号として使うことで処理

ウンサンプルによって 4：2：2 及び 4：2：0 映像を作り，できる．ただし，AVC/H.264 の場合，4：2：2 や 4：2：

まず 4：2：0 フォーマットの映像を基本階層として符号0 フォーマット映像に対しては色差信号の予測方法は輝化する．次に 4：2：0 復号映像の色差信号部分を垂直方

度信号の予測方法に従属させる形になっており，色差信

向にアップサンプルし，4：2：2 映像への予測信号とし号の下位レイヤからの予測をどのように追加していくのて使う．更に 4：2：2 復号信号を水平方向にアップサン

かなど，まだ検討すべき課題が残されている．

論評・サーベイ論文：高臨場感通信を実現する次世代映像符号化技術

151

小特集❷

図 15 に示すように，4：4：4 の映像から色差信号のダ4:4:4 Video input

4:2:0 Video

Y
2:1
↓

Cb

Cb

Base layer stream(4:2:0)

H.264
Encoder(4:2:0)

2:1
↓

Cr

Cr
Cb
↑
−

−

図 15

Locally decoded
4:2:0 Video

Cr
1:2
↑

1:2
Enhancement layer stream

Residual
Color
Encoder

4：4：4/4：2：0 カラーフォーマット間のスケーラブル符号化例

4.2.3 Temporal スケーラビリティ
時間方向のスケーラビリティは，フレームレートに柔

B

B

B

Level-3:
Frame rate=8F

B

軟性をもたせることができる．現在のテレビジョン信号
は基本的に毎秒 30 フレーム
（30 fps）であるが，例えば携B

帯端末や PC の能力によってはフレームレートを 15 フ

Level-1:
Frame rate=2FB

レームや 10 フレームで表示せざるを得ない場合がある．
また，フレーム飛越し再生をすることで早送り再生が可

Level-2:
Frame rate=4F

B

I

P

能となる．一方，3. でも述べたように，今後 30 fps を

Level-0:
Frame rate=F超える高フレームレート映像が登場してくると，これをマスタとして蓄積し適宜フレームレートの低い映像をそ

I

B

B

B

B

B

B

B

P

こから取り出すような仕組みも考えられる．

F0

F3

F2

F3

F1

F3

F2

F3

F0

時間解像度スケーラビリティを実現する方法として代表的なものに，「階層 B ピクチャ」と「動き補償付時間方

図 16

階層 B ピクチャの予測構造（I：I-frame, P：P-frame,
B：B-frame)

向ウェーブレット」の二つの方法が挙げられる．
まず階層 B ピクチャ［55］について紹介する．3.1 ででは B ピクチャを予測信号として利用することが許さも述べたように AVC/H.264 をはじめとする MPEG 標

れている．すなわち，B ピクチャから B ピクチャを予

準方式では，時間方向の予測をする形態によってフレー

測することが可能となり，これを階層的に適用すること

ムを，I フレーム，P フレーム，B フレームに分ける．I

により，例えば図 16 に示すような予測構造が可能となフレームは，そのフレームに閉じて符号化処理を行うもる．これが階層 B ピクチャの考え方である．予測の際の，P フレームは過去の I フレームや P フレームからのには動き補償が適用される．図 16 では，フレーム F0

予測を使うもの，B フレームは既に復号された 2 枚のフのみの符号化データの復号再生で 1/8 のフレームレー

レ ー ム か ら の 予 測 を 使 う も の で あ っ て，MPEG-2 やト，フレーム F0，F1 の復号再生で 1/4 のフレームレー

MPEG-4 part-2（Visual）では B フレームは，予測対象

ト，フレーム F0，F1，F2 の復号再生で 1/2 のフレーム

フレームの前後にある I フレーム及び P フレームから予

レート，そしてフレーム F3 を含めたすべてを復号再生

測処理がなされる．I フレームはそれだけで再生可能，

することで，フルフレームレートの映像を得ることがで

P フレームは I フレームまたは P フレームがあれば再生きる．従来の IBP 構造よりも細かなフレームレートの可能，すなわち B フレームはどのフレームの予測にもスケーラビリティをもたせることが可能である．

使われないのでデータを落としたとしてもフレームレー

一方 B ピクチャとは異なる形で時間スケーラビリ

トの削減された映像が再生できることになる．これは，ティを実現するのが動き補償付きの時間方向ウェーブ

IBP 予測構造がそのままの形で時間解像度スケーラビリ

レット分割である［56］，［57］．時間方向にウェーブレッ

ティを実現しているといってよい．一方，AVC/H.264

トフィルタを施すので，MCTF（Motion Compensated152

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

論評・サーベイ論文

Input video frame

L2

L1

L2

L1

L2

H1

L2

H1

H2

H2

H2

H2

MCTF output
Motion compensation
Low pass temporal filtering (with MC)High pass temporal filtering (with MC)

L0

H0

図 17

MCTF による時間方向サブバンド分割

Temporal Filter）とも呼ばれる．MCTF の考え方は，符号化効率の観点からこれらの二つの手法を GOP=32

ウェーブレット分割を時間方向に行うことで，時間方向の条件のもとで比較し，動きの小さい映像に対しては双周波数成分を高周波から低周波の各段階に分解すること方の符号化効率はほぼ同等であるが，スポーツなど動きである．図 17 に MCTF の例を示す．時間方向のウェーが複雑で激しい映像に対しては階層 B フレームの方がブレット分割の基本的考え方は，サブバンド分割の単位

MCTF よりよいことを実験的に示している［55］．

となる数のフレーム（例えば 8 フレームとする）にわたっ

4.2.4 SNR スケーラビリティて，対応する 8 個の画素に低域フィルタ及び高域フィル

SNR スケーラビリティは，復号画素値の再現精度にタを施してそれぞれ半分に間引いて四つの低域映像フ関するスケーラビリティである．つまり，符号化ストリー

レームと四つの高域映像フレームを作り，その低域映像

ムから切り出した符号量に応じて，復号信号の SNR を

フレーム側に再帰的に同様な処理を施すことで実行され制御する機能である．本項では，動画像符号化の国際標る．時間方向でフィルタリングを施す対象となる画素を準方式に関連する SNR スケーラビリティの方式を中心選択する際に，動きを考慮して動き補償を施した後の画に概説する．
MPEG-4 において，fine granularity scalability（FGS）

イントである．結果として分割単位を 8 フレームとしたと呼ばれる手法が検討された［58］．これは図 18（a）に場合には，一つの低域フレーム L0（これは基本的に 8示すようなビットプレーン展開に基づく符号化方法であフレームの映像の平均値に相当する）と，3 種類の高域

る．基本階層信号を符号化・復号し，同階層の復号信号

フレーム（H0 〜 H2）が生成される．3 種類の高域フレーを得る．この復号信号と原信号との残差に対して，スケー

ムは周波数が低い方から順に，H0 は 1 フレーム，H1

ラビリティをサポートする階層構造を付与する．まず，は 2 フレーム，最高周波数成分の H2 は四つのフレーム

同残差信号を DCT で変換し，得られた DCT 係数をビッからなる．この符号化データにおいて，L0 だけを復号

トプレーン展開する．各ビットプレーンは MSB プレー

再生すれば 1/8 のフレームレート，L0 と H0 の復号再ンから順に，ラン長と最終優位係数を表すフラグの組で生で 1/4 のフレームレート，L0，H0，H1 の復号再生で表現される．この記号対は，二次元可変長符号により符1/2 のフレームレート，そしてフレーム H2 を含めたす号語に変換される．このように，映像信号をビットプレー

べてを復号再生することで，フルフレームレートの映像

ンで分割しているため，粒度の細かい符号量の制御が可を得ることができる．

能となる．これが fine granularity scalability という名

前述した階層 B フレームと MCTF とは，ともに同様の由来である．符号量制御の微調整機能は，ネットワーの時間解像度スケーラビリティを実現できるが，これら

クの帯域変動にも柔軟に対応できるという効果をもたら二つの手法を比較してみると，MCTF はウェーブレッ

す．一方，MPEG-4 FGS では，ビットプレーンによるトフィルタを再帰的に施す必要があり，演算的に大きく情報源の分離による分割損，及び，参照構造の制約に伴なることは避けられないといえる．一方，Schwarz らは，う符号化効率の低下が指摘されている．

論評・サーベイ論文：高臨場感通信を実現する次世代映像符号化技術

153

小特集❷

素の組に対してウェーブレットフィルタを施すことがポEntropy
coding
Bir plane
expansion

Input video

・・
Input video−

DCT

Enhancement encoder(AVC/H.264)

Enhancement
layer bit-stream
Base encoder(MPEG-4 visual)

Interlayer
prediction
Base encoder(AVC/H.264)

Base layer
bit-stream

SNR スケーラブル符号化における FGS と CGS の実現例

Enhancement
layer (2nd)Enhancement
layer (2nd)Enhancement
layer (1st)Enhancement
layer (1st)Base layer

Base layer
12

3
frame (time)（ a ）An example of MPEG-4 FGS

図 19

Base layer
bit-stream（ b ）CGS in JSVC（ a ）FGS in MPEG-4 visual

図 18

Enhancement
layer bit-stream

1

2

3
frame (time)（ b ）An example of progressive FGS

SNR スケーラブル符号化における拡張階層フレーム間予測

MPEG-4 FGS における符号化効率低下を改善するた

JSVC では，SNR スケーラビリティとして，分解能

め， 拡 張 階 層 間 の 相 関 を 利 用 し た Progressive FGSの異なる二つの方式をサポートしている［60］，［61］．分（PFGS）と呼ばれる方式が提案されている［59］．図 19（a）

解能の粗い Coarse Grain Scalability（CGS）と，分解能に示すように，FGS では，拡張階層のフレーム間予測の細かい Fine Grain Scalability（FGS）
である．

の 参 照 信 号 が 基 本 階 層 に 限 定 さ れ て い た の に 対 し，JSVC CGS では，符号化対象シーケンスに対して，

PFGS では，図 19（b）に示すように，拡張階層の信号

階層ごとに H.264 ベースの符号化を行う（図 18（b））．

を参照できる．基本階層よりも符号化ひずみの少ない拡

このとき，上位の拡張階層ほど，量子化パラメータに小張階層を参照することで，フレーム間予測の誤差を低減

さな値が設定される．このため，上位階層ほど量子化ひさせることができる．一方，帯域変動，パケットロス等

ずみが小さくなり，復号画質も向上する．符号化器へ入により，拡張階層の信号が復号器に到達しなかった場合，力される画素数は，原信号の画素数よりも多くなる．こ

符号化器と復号器において参照信号の不一致が生じる．

れは over-sample と呼ばれる構成であり，階層間の冗長

これは復号信号の画質劣化を引き起こす．更に，この不性を内在した符号化といえる．このため，動きベクトル，

一致が生じたフレームを参照するフレームにも，その影動き補償ブロック等の符号化情報は，階層間予測により響は伝搬する．ドリフト誤差と呼ばれるゆえんである．

階層間の冗長性を除去した上でエントロピー符号化されMPEG-4 FGS において参照信号を基本階層に限定したる．この構成は，H.264 の符号化ツールを共有するためのは，このドリフト誤差を回避するためであった．

の構成といえる．これは，JSVC の位置付けが，H.264

Progressive FGS においては拡張階層を参照するため，パケットロス等に伴う参照信号の不一致を回避するに対してスケーラブル機能を追加した拡張方式であることに起因する．

ことはできない．しかし，不一致が発生しても，後続のJSVC FGS では，基本階層の直交変換係数に対するフレームでは，画質の回復が漸進的に行われるような予

量子化誤差に対して，半分の量子化ステップ幅で符号化

測・参照構造を保持している．

した結果を拡張階層の符号化情報として積み上げてい154

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

pixel）の映像に戻し，オリジナルの M（bit/pixel）映像

で分割可能であり，分解能の細かい SNR スケーラビリとの差分を計算し，その差分値を DCT・量子化・符号ティを実現している．

割当を行うことで拡張レイヤの符号化データを得る．

一方で，こうした分割に起因する符号化効率の低下をInverse tone mapping 処理された映像は予測の参照信号補うため，JPEG2000 における EBCOT［62］と同様，として使われることになるので，できる限り M（bit/コンテクスト分類による適応処理が導入されている．コ

pixel）の原 HDR 映像に近くなることが望ましい．階調

ンテクスト分類とは，統計的に類似した記号をクラスタを上げる処理には図 21 に示すようないくつかの手法がリングし，クラスごとにエントロピー符号化を行う適応ある．単純に低階調映像に 2M-N を乗算する線形ス処理である．このクラスをコンテクスト呼ぶ．コンテク

ケーリング手法，低階調映像の MSB から LSB までのストごとに処理対象を限定することで，各コンテクスト

ビット表現を高階調映像のビット表現として繰り返す手

内の記号の発生確率が偏在化し，エントロピー符号化に法［64］，あらかじめ決められた対応関係（xn → yn，xn+1

よる符号長を短くできる．

→ yn+1）を利用してその間にある値 x（xn<x<xn+1）から

4.2.5 Bit depth スケーラビリティ

y を線形補間する手法，ルックアップテーブルによりHDR 映像を圧縮して一つのストリームにし，そのスマッピングをとる手法が知られている．階調を上げる処

トリームから一部分のデータを取り出して復号すると画

理は，超解像と同様にもともと存在しない信号成分を作

素 深 度 の よ り 低 い 映 像 が 得 ら れ る， と い う の が Bit

り込む処理なので，工夫の余地が残されている．なお，

depth スケーラビリティである．例えば 10 bit/pixel の

この Inverse tone mapping 処理は，予測のミスマッチ

HDR 映 像 圧 縮 デ ー タ か ら， 一 部 を 切 り 出 す と 8 bit/を防ぐため，エンコーダ及びデコーダの双方で同じもの

pixel の映像データが再現できる，という形になる．Bit

を用いることが必要である．

depth スケーラビリティを実現する場合も基本レイヤと更に，Bit depth スケーラビリティと spatial スケーラ

拡張レイヤという考え方を使う．今，M（bit/pixel）でビリティとの組合せ手法も検討されており［65］，Bit

表現された映像を圧縮したとして，ここから一部のデー

depth → spatial の処理順序で，スケーラブル処理を行

タを切り出して N（bit/pixel）の映像を再生するようなう方が効率が良いことが報告されている．

処理を考える．ただし M >N である．この処理を行う

4.3 演算量／アルゴリズムスケーラビリティ

スケーラブル符号化のブロック構成の一例を図 20 に示

4.3.1 演算複雑度スケーラビリティ

す［63］．まず M（bit/pixel）の映像を N（bit/pixel）に階

映像符号化アルゴリズムや復号アルゴリズムそのもの

調変換（tone mapping）する．階調変換された N（bit/に対してもスケーラビリティという概念が考えられる．

pixel）の映像を AVC/H.264 など MC+DCT を基本とす

映像符号化アルゴリズムは，その中に種々の演算要素をる通常の圧縮方式で圧縮する．これが基本レイヤの符号含んでいる．例えば，動き検出や周波数変換，前処理や化データとなる．次に，基本レイヤのローカルデコード

符号化アーチファクト除去のためのフィルタリング，量

映像を逆階調変換（Inverse tone mapping）して M（bit/

子化処理，符号化割当処理などがそれに相当する．更に，

Input video(HDRI, ex.10 bit/pixel)

8 bit/pixel video

Tone
mapping
operator−

論評・サーベイ論文

く．更に，各階層の符号化情報は cycle と呼ばれる単位

Base layer bitstream
DCT

Q

EC
IQ
IDCT
+

ME

H.264
based
encoderMC
VM

10 bitInverse tone
mapping operator

小特集❷

−

8 bit
Enhancement layer bit-stream

DCT

図 20

Q

EC

画素深度スケーラビリティ実現のブロック構成（10 bit/8 bit 表現の場合）

論評・サーベイ論文：高臨場感通信を実現する次世代映像符号化技術155一つひとつの要素の中にも演算量が多くかかる複雑な手いう問題がある．このような場合，動作させる種々の法と，少ない演算で簡易に処理できる手法が存在する．

CPU に対応させるためには，符号化アルゴリズムを階

ここで，演算量を少なくして符号化効率が落ちないとい層化しておき，動作環境，すなわち CPU の性能によっう手法が理想であるが，一般的には演算を多く施した方て，適宜そのアルゴリズムの一部分を使って符号化するが高度で緻密な処理ができるために符号化効率が向上すことで演算量を制御可能にする．これが演算複雑度スる．しかしながら，ソフトウェアでリアルタイム映像圧

ケーラビリティ（Computational complexity scalability）

縮を行うような場合，圧縮ソフトウェアを動作させるの概念であり，文献［66］，［67］にはその概念が提案されCPU の性能によっては，演算複雑度が上がると処理がている．

間に合わなくなり，リアルタイム処理ができなくなると演算複雑度スケーラビリティを用いたコーデック制御
例を図 22 に示す［67］．コーデックの制御としては，
CBR（Constant Bit Rate）制御の場合，発生ビットレー
トを一定値以下に抑え込むビットレート制御手法が必須

x (8 bit) b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7

であり，MPEG-2 エンコーダテストモデルなどに代表される方法がよく知られている．演算複雑度の制御も考y (10 bit) b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 0 0

え方はこれと同様であり，制御する対象が「ビットレー

y=2 M-N xト」から「処理時間」に変わると考えればよい．制御対象（ a ）Linear scalingが演算量であるから，コーデックの中での演算量可変要x (8 bit) b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7

素を抽出し，それらを適宜制御することになる．演算量
可変要素の処理は，スケーラブル性を備えている必要がy (10 bit) b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b0 b1ある．文献［66］では，演算量可変要素として，動きベク（ b ）Bit replication

10 bitx (8 bit)y (10 bit)

0
1
2
3
・
・
254
255

0
3
7
12
・
・
1020
1023

yn +1
y
yn
x n x x n +1

8 bit

x -x
y=yn + x -xn (yn +1-yn )n +1n（ c ）Linear interpolation

図 21

トルの探索範囲やブロックマッチング精度評価関数に用いる画素の数，DCT 計算をする係数の数などを演算量可変要素として抽出し，演算をスケーラブルに変更した
際にどの程度画質が変わるかを定量的に測定している．
また，文献［68］では，同じく動きベクトル算出の演算量にスケーラブル性をもたせた上で，実際に与えられた（使用可能な）処理時間に対して，各フレーム，各マクロブ
ロックでどのように演算を制御していくのかを定式化した．動きベクトル検出は処理にスケーラブル性をもたせ（ d ）Look-up table mapping

やすいことに加えて，圧縮処理全体に占める割合も大きく，広い範囲で演算量を制御できることから演算量可変

逆トーンマッピング処理の例

Constraint timeComplexity controller
Control signal

Exhausted time

Encoder
CSU

CSU
CSU

Video

RCU

CSU
RCU

RCU

Control signal

CSU
RCU

Bit-stream

RCU

Occurred bits
Bit rate controller

CSU: Computationally scalable unit
RCU: Rate control unit

Constraint bit rate

図 22

156

映像符号化における演算量制御とビットレート制御

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

て自己組織的に構成するような手法も考えられ，今後発4.3.2 アルゴリズムのスケーラビリティ

展が期待されるテーマといえる．
4.4 コーデックアーキテクチャスケーラビリティ

前項の演算複雑度スケーラビリティは，ある演算要素の演算量を可変にする考え方であるが，これを一歩進め

4.4.1 並列処理による処理規模スケーラビリティて，演算要素そのものの ON/OFF でコーデック全体の符号化処理や復号処理を実行するハードウェア構成に演算量を可変にすることも可能である．動き補償をもスケーラビリティの概念をもたせることが重要であON/OFF する，ループ内フィルタを ON/OFF するな

る．ある単位の符号化処理可能なハードウェア（PC やどという処理がこれに相当する．また，DCT 符号化処チップ）を用意しておき，それらを複数協調動作させる

理と予測符号化処理を適宜切り換えるといったこともこ

ことで，より大きな画面の符号化処理や，より高速な符の範疇といえよう．すなわち圧縮アルゴリズムをある程

号化処理ができる形にしておけば，ハードウェアアーキ

度大きな枠組みで可変とする考え方である．多くの演算

テクチャとしてのスケーラビリティを実現できる．この要素をツールとして用意しておき，その中から状況に応ようなスケーラビリティをもった LSI の開発例がある

じて適宜演算要素を抽出して組み合わせて全体の圧縮処

［70］
，［71］
． 文 献［71］ に 述 べ ら れ て い る 1 チ ッ プ

理アルゴリズムを構成する．これは，圧縮アルゴリズム

MPEG-2 HDTV CODEC LSI VASA

構成方法のスケーラビリティと位置づけられる．この方チップでフル HDTV の MPEG-2 エンコード処理が可式では，演算量を可変にするだけでなく，入力映像に適能な ASIC LSI であり，地上デジタル放送をはじめとししたアルゴリズムを随時構成するようなことが可能で応た種々のハイエンド装置に利用されている．VASA は用範囲が広い．当然デコーダアルゴリズムもエンコーダ

1 チップでは HDTV エンコード処理が限界であるが，側の処理に基づいて変更しなければならないため，どの高速なチップ間データ転送と柔軟な多重化部の構成によようにデコードすればよいかという情報，いわゆるデり，複数チップを並列に動作させることで HDTV を超

コーダ記述情報をビットストリームと同時に送る必要がえる大画面処理が可能となっている．図 24 に本スケーある．図 23 に概念図を示す．このような考え方に基づ

ラブル構成を実現する実現アーキテクチャのポイントをい て， 最 近 MPEG で も Reconfigurable video coding示す［71］．図 24 に示すように MDT（Multi-chip Data

（RVC）という形で検討が進められている［69］．RVC はTransfer）ブロックによってチップ間データ転送を可能

図 23 に示すように Functional Unit（FU）と呼ばれる圧とし，各々の LSI に接続されている映像メモリ DDR-

縮ツール（例えば MC，DCT，VLC など圧縮のための演

SDRAM にデータをチップ間転送できる．これにより，算ツール）を定義しておき，それらを組み合わせること

分割画面をまたがった動きベクトル処理などが可能となで圧縮処理を実行する．使用するツールを時間的に適応

り高画質化につながる．また，VASA の個々の TS デー

的に切り換えることも可能である．新しい圧縮ツールのタを従続的につなぎ合わせることで，外部装置なしに大追加も容易であり，速やかな機能追加が可能になること

画面の TS データとしてを多重する仕組みも搭載していから，新しいコーデック実現形態として，国際標準化の

る［72］
．

論評・サーベイ論文

モジュールとしてよく用いられる．

は，シングル

観点からも期待されている．また，この考え方を更に発

実際に 4 k × 2 k コーデックとして実現した例が文献展させて，圧縮アルゴリズムを入力映像の性質に合わせ

［35］
，
［73］
にある．更にこの 4 k × 2 k コーデック装置を

Data to be transmitted
Input video

Encoded bit-stream

Encoder

Decoder
Decoderreconfiguration

Decoder description information(syntax)
Coding control

Decoded video

Decoder
description

小特集❷

Tool box
Functional
Unit (FU)図 23

Functional
Unit (FU)Functional
Unit (FU)…

Functional
Unit (FU)

リコンフィギュラブル映像符号化のコンセプト

論評・サーベイ論文：高臨場感通信を実現する次世代映像符号化技術

157

LSI#1
Encoded bit-stream

LSI#2

Frame
partitioning

LSI#3
LSI#4
Large scale
video encoder
LSI#1

LSI#2

LSI#3

System bus

System bus

System bus

MDT

MDT

MDT

MIF

MIF

LSI#4

MIF
MDT: Multi-chip data transfer
MIF: Memory interface

DDR-SDRAM

DDR-SDRAM

DDR-SDRAM
・・・Inter-chip communication

MPEG-LSI による大画面並列処理アーキテクチャ

Spatial resolution

図 24

8K

7680 x 4320

4K

3840 x 2160

1920 x 1080
2K

VASA

VASA

VASA

VASA

VASA

8 k x 4 k codec

4 k x 2 k codec

HDTV codec

1

図 25

4

16

Number of VASA LSIs

VASA-LSI によるスケーラブルな符号化装置構成

複数台利用して，8 k × 4 k レベルのスーパハイビジョ

イズの画面に分割して並列符号化を行う際に，実際の符ンの圧縮処理が可能であることも実証されている［36］．

号化処理を行うエンコーダ（メインエンコーダ）の前にプ

図 25 に VASA の複数チップ利用によるスケーラブル

リエンコーダを通して符号化情報を収集する．そして，な装置展開イメージを示す．このように LSI や装置を収集した符号化情報から，分割された四つの HDTV サ

複数用いて大画面映像を分割符号化処理する場合に注意

イズ画面が同じ画質になるように符号化制御部のコント

すべきことは，分割したそれぞれの画面間での画質差がロールを行うことで，分割された各チャネルでは VBR

出ないように制御することが重要となる．文献［35］にお（variable bit rate）を許容しながら，4 k × 2 k の大画面

いては，4 k × 2 k 映像を「田の字」型に四つの HDTV サ

全体としては CBR（Constant bit rate）に抑える仕組み

158

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

求に応じて動的に切り換えられるレベルにはなく，どち定に保ち，分割画面境界の検知できない方式が望まれる．

らかというと静的なプログラマビリティであるといえ同様の並列化処理は，LSI や装置だけでなく，PC 上でる．このような背景のもと 2002 年以降，動的に構成を動作するソフトウェア符号化でも実現できる可能性があ変えられる，いわゆる動的再構成可能なプロセッサが登る．最近ではマルチコアに代表される複数 CPU マシン

場してきた．一つの効率的に実現されたプロセッサでや，分散並列ソフトウェア処理により高速演算を達成す

種々のコーデック動作も可能となるため，種々の国際標る HPC（High Performance Computing）など並列化処

準圧縮技術が存在する映像や音声などのマルチメディア

理の環境が整いつつある．よって，圧縮符号化にかかわ処理への適用に向けた究極のスケーラブルなコーデック

るソフトウェア処理そのものを分割することができれ構成といえる．例えば，多数ある映像符号化標準の構成

ば，分割された処理を，一つひとつの PC に割り当てて要素として，動き検出や動き補償，DCT といったもの

処理するなどして，トータルとして高速化が図れることは共通の要素が多いが，全く異なる要素として可変長符になる．内藤らは JPEG2000 をベースとした並列処理

号化処理と復号処理が挙げられる．この問題に対して，実装の手法を検討している［74］．JPEG2000 はフレーム

文 献［77］ で は，AVC/H.264，MPEG-2，MPEG-4 の内処理を基本とする方式であり，タイルと呼ばれる部分

三つの国際標準に対して，動的再構成ハードウェア技術

領域に細分化できるので，符号化処理をこの単位に分割

により，一つのハードでそれぞれの可変長符号化，復号できることになる．このときのキーポイントは LSI の処理を実現するプロセッサコアを実現している．4.2.2

並列化と同様に領域ごとに画質が変動しないように，各で 述 べ た ア ル ゴ リ ズ ム の ス ケ ー ラ ビ リ テ ィ Recon-

分割領域へのビット割当方法が重要となる．

figurable video coding の概念を，ハードウェアとして実

4.4.2 動的再構成ハードウェアによるアーキテクチャ
スケーラビリティ
符号化処理や復号処理を行うプロセッサそのものの作現する場合には，動的再構成プロセッサとの共同が欠かせないものとなる．
4.5 映像提示領域スケーラビリティ

りをフレキシブルにして，スケーラブル性をもたせる技

4.5.1 ROI スケーラビリティ術がある．その最も単純な方法の一つは，例えば LSI

圧縮ストリームから一部分だけを切り出してきて映像

や DSP 上 で MPEG-2，MPEG-4，AVC/H.264，VC-1の 部 分 領 域 を 再 生 す る 考 え 方 が ROI（Region Ofのすべての処理ができるように設計したい場合，共通化

Interest）スケーラビリティの概念である．ROI に相当すできるところはできるだけ共用回路で実現する手法である部分を優先的にきれいに再生するような仕組みもこのる．これら四つの手法は量子化方法や可変長符号割当な範疇に入る．一部分だけ SNR を上げるという解釈もでどはそれぞれ異なるものの，すべて MC と DCT を組みきるので SNR スケーラビリティの考え方の応用ともい合わせた圧縮手法であり，例えば動き検出はすべての方える．遠隔監視や教育映像などで，注視領域だけをきれ式で必要とされる．この場合，動き検出回路を共通にしいに見せたりするアプリケーションに使われる．

ておけば全体のチップ面積を削減することができる．

MPEG-4 FGS における Selective Enhancement（SE）

少ない回路規模で大きな性能を引き出す，すなわちいや Frequency Weighting（FW），JPEG2000 で用いられ

ろいろな処理のできるものとして最近期待されているもる Max Shift（MS）などが ROI スケーラビリティの代表

のに，ダイナミックリコンフィギュラブルデバイス（動的な実現手段である．このうち，SE，MS の基本的考的再構成可能デバイス）
がある
［75］
，
［76］
．これは，アプ

え方は，送るべき映像情報をビットプレーン展開して，リケーションが求める処理の内容に適応して，内部の論

重要なビットプレーンから順に配信する場合に，図 26

理構成を動的に，すなわち LSI が動作している最中にに示すように，ROI として定義された領域のビットプ切り換えることができるものである．

レーンを，MSB 側にシフトすることである．これにより，
もともと同じ優先度のビットプレーンに属していたデー
タに対して ROI の部分だけ優先度が向上することにな

最適なアーキテクチャを実現できる．ASIC タイプのり，ROI 以外の部分よりも優先的に送信・再生されるこ

LSI の欠点はファームウェアで必要最小限の処理方法をととなる．エンコーダ側では，どの領域をどの程度優先制御できるものの，回路そのものとしては柔軟性や汎用させるかという二つの自由度をもつ．ROI 領域の決定に性があるとは言いがたいところである．一方，プログラは，映像解析により ROI 領域を自動的に判別して全体

マブルデバイスである FPGA は，ASIC に比べて面積としての客観画質を向上させる手法と，ユーザが自ら能などは相当増えるものの，初期コストが不要で，かつユー

動的に領域を指定する手法がある．文献［78］では，ベーザが手元で回路構成を定義できるという利点がある．しスレイヤ DCT 係数の分布状況から符号化雑音が目に付

かし FPGA の回路再構成時間はアプリケーションの要

きやすい部分を自動的に推定して ROI 領域とし，その

159

小特集❷

ASIC タイプの LSI は処理性能，消費電力，チップサ
イズなどの観点からは，アプリケーションを限定すれば

論評・サーベイ論文：高臨場感通信を実現する次世代映像符号化技術

論評・サーベイ論文を導入している．いずれも分割画面の画質を視覚的に一部分のエンハンスメントレイヤデータを優先的に送るよ

先度（Signal priority）に基づいて，各時刻に対する符号うにする．エッジ周りや平たん部の雑音を効率的に補償化ストリームに対して総合的な優先度をつける．この優できることになる．一方，教育や医療などのアプリケー

先度は MP4 に含まれるヒントトラックに格納できる．

ションにおいては，見たい領域を能動的に指定したい場

映像をストリーミングする際には，ヒントトラックに書合が多い．このような場合には，受信側から Extractor

き 込 ま れ て い る 優 先 度 情 報 を IP パ ケ ッ ト 上 の TOSを制御することで ROI 領域のエンハンスメントレイヤ（Type Of Service） フ ィ ー ル ド に マ ッ ピ ン グ し て，

データの読出し優先度を変えることで，任意の領域をDiffserve ネ ッ ト ワ ー ク に 配 信 す る．Diffserve ネ ッ ト

ROI として指定することが可能である．FGS データをワークでは IP パケットの優先度情報によって，ふくそ用意しておけば複数のユーザが異なる ROI 領域をリクう時には優先度の低いパケットから順に廃棄していくよ

エストしたとしても対応することができる．これについうに設定され，結果として，視聴環境に適合した QoSては，遠隔医療への適用をにらんで実証実験に使われた配信が可能となる．

例がある［79］．

ROI スケーラビリティに関しては，ROI の設定方法

更に，映像の意味的な重要度を考慮した優先制御も考えられる．これは，スポーツ映像の重要なイベント（ハと符号化優先度決定方法がかぎであり，今後は ROI 自動抽出などの周辺技術が重要になってくる．

イライトシーン）など意味的に重要な部分を優先的に配4.5.2 View スケーラビリティ

信する技術であり，ネットワークふくそう時においても映像提示のもう一つのスケーラビリティは，ステレオ

重要な期間は劣化の少ない映像を視聴することができ

映像あるいはマルチビュー映像を圧縮する場合の View

る．符号化データに重要度の順番を付けて制御するといスケーラビリティである．View スケーラビリティとは，うことから，映像提示スケーラビリティの一つとしてと複数の視点映像圧縮データのうち一部分のデータを取りらえることができる．これを，MPEG-4 のシステムファ

出してデコードすることで，ある制限された Viewpoint

イル MP4 を利用して実現した例がある［80］．文献［80］からの映像を再生可能にするものである．MPEG-2 のにおいては，映像データに付与されたメタデータに基づ

マルチビュープロファイル（MPEG-2 MVP）はステレオ

いて算出された意味的な重要度（Semantic priority）と，映像（2 視点）に対する規格であるが，これを 3 視点以上

映像符号化の予測構造に基づいて算出されるシグナル優のマルチビューに拡張した考え方が文献
［81］
にある．
3.5
ROI

transmitted

Enhancement #8
Enhancement #7
Enhancement #6
Enhancement #5
Enhancement #4
Enhancement #3
Enhancement #2
Enhancement #1
Base layer（ a ）Normal enhancement

図 26

160

E #8
E #7
E #6
E #5
E #4
E #3
E #2
E #1

E #8
E #7
E #6
E #5
E #4
E #3
E #2
E #1

E #8
E #7
E #6
E #5
E #4
E #3
E #2
E #1

transmitted

Base layer（ b ）Selected enhancement

映像符号化における ROI 処理の例

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

サブサンプルが可能となり，ベースから予測されるカメ向の画素相関除去の「動き補償予測」とカメラ間（view

ラ映像の符号化データを拡張データとして加えること間）相関除去の「視差補償予測」の二つを組み合わせて圧で，すべての視点の映像が再生可能となる．2 視点の場

縮符号化処理が行われるが，このとき図 27 に示すよう

合は MPEG-2 MVP に相当し，ベースレイヤのみの再に予測の依存関係に階層性をもたせることでスケーラビ

生で通常の一眼映像，エンハンスメントレイヤを加える

リティの実現が可能となる．ベースとなる view はそのことで二つの view の映像再生が可能となりステレオ視

view に閉じて時間方向の動き補償予測符号化を行い，ができることになる．図 28 のように予測の参照構造はベース以外の view は時間方向の動き補償予測のほか種々の形が考えられるが，一般的にベースとなる視点をに，同じ時刻のベース view 映像からの視差補償予測符

少なくするほどマルチビュー映像全体としての符号化効

号化（Disparity compensation）も組み合わせる．階層予率は良くなるが，逆に，一つの視点のみを再生するのに測という考え方であるので，Temporal スケーラビリ

要する平均的符号量はサイマルキャスト（各視点を独立

ティの範疇ととらえることが可能である．ベースとなるに符号化する）場合が一番良くなる．

カメラ映像の符号化データのみを取り出すことで視点の論評・サーベイ論文に述べたように，マルチビュー映像に関しては，時間方

文献［81］が単なる view 間の予測構造の工夫のみでス

・ ・
・ ・

・
・・
・
・・
−

DCT

Q

EC
Enhancement layer bit-stream

IQ

H.264
based
encoder

IDCT+

Input video(Multivew )

MC+DC
ME

MC
VM

Base view

Disparity compensation

Disparity
estimation

−

DCT

Q

EC
Base layer bit-stream

IQ

H.264
based
encoder

IDCT
+

ME

MC

MC-onlyVM

図 27

マルチビュー映像符号化のブロック構成

I

I

I

I

P

I

B

I

P

P

P

I

P

P

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

P

P

P

P

P

B

P

B

P

B

B

B

P

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

P

P

P

P

P

B

P

B

P

B

B

B

P

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

B

（ a ）Simulcast

図 28（ b ）Two base view

小特集❷

I

（ c ）One base view

マルチビュー映像における予測の参照関係例

論評・サーベイ論文：高臨場感通信を実現する次世代映像符号化技術

161ケーラビリティを実現しているのに対して，Shimizu ら

ケーラビリティを同時に実現する手法を提案しており，は，奥行情報を用いて view スケーラビリティを実現す

4D-Scalablity とうたわれている．

る新しい手法を検討している［82］．奥行を利用する

マルチビュー映像符号化は JVT 標準化でも検討が進view スケーラビリティ実現のブロック構成を図 29 に示す．

められているが，圧縮符号化効率だけでなく View ス

この手法においては，View スケーラビリティを達成する

ケーラビリティや遅延といった要求条件もからめて総合

参照構造のために，まず，カメラは一つの基準カメラと，的な最適解を見つけていくことが望まれている．

その他の非基準カメラに分けられる．次に，全カメラの5．む す

映像を使い，基準カメラから被写体までの距離，すなわび

ち奥行を表す Depth マップを生成する．基準カメラの映像と Depth マップを用いて，Image Based Rendering の 1

本論文では，現在の映像表現の枠組みを超えた新しい手法である 3D-Warping 法を用いて各非基準視点におけ形で表現された次世代の高臨場感映像に対して，映像圧る映像が合成できる．この合成映像を予測参照映像とし縮アルゴリズムやコーデック装置実現の観点から，現状て，原映像である入力映像との差分をとることで差分映の取組み状況を概観し，今後の研究開発の方向性として，像を生成する．最終的に符号化される情報は，基準カメ「超高圧縮符号化技術」，「環境適応符号化技術」，「高臨場

ラ映像，Depth マップ，差分映像の三つであり，これら

感映像符号化技術」の三つが重要であることを述べた．

はそれぞれ通常の動画像のように時間方向に動き補償し

超高圧縮符号化研究としては当面は AVC/H.264 の応ながら符号化される．この手法のメリットは，基準カメ用，あるいは拡張という形で進んでいくと考えられ，パラ の 符 号 化 デ ー タ と Depth マ ッ プ の 符 号 化 デ ー タ をラメータ最拡張や，動き補償と DCT の範囲内での更なもっていれば，見たい視点での映像再生はその view にる高効率化が進められると思われる．また，LSI の微細おける差分画像だけでよいことがポイントである．

化やプロセッサの速度向上などで，コーデック装置の性

一方，視点方向にウェーブレット変換を施すことで能向上が期待できるが，高臨場感映像の情報量は極めてView スケーラビリティを実現する試みも新しい［83］．

膨大であり，圧縮効率や処理規模の観点からブレイクス

MCTF を施して Temporal スケーラビリティを実現しルーが求められているのも事実である．今後，AVC/

た の と 同 様 に，DCVF（Disparity Compensated View

H.264 とは異なる新しい観点からの映像圧縮研究にも期Filtering）を施して View スケーラビリティを実現する．

待がかかる．一方，ネットワークが広帯域化していると

文献
［83］
では，
MCTF，
DCVF，空間 DWT，EBCOT［62］はいえ，光ネットワークとモバイル環境，ホームシアタ

を組み合わせて，視点 / 時間 / 空間 /SNR の四つのスと携帯電話，リアルタイムサービスとオフラインサービ-

Non-base view video

Prediction error

Reference for non-base view video

Base view video

3D warping(image synthesis)

Depth map

図 29

162

奥行を利用したマルチビュー映像符号化処理の流れ

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007

環境に適合した映像のハンドリングが重要となりコー
デックの「スケーラビリティ」の考え方が重要となる．本
論文では，映像符号化におけるスケーラビリティについても，現在の研究状況を示した上で種々の観点から議論した．現時点では，スケーラビリティ機能の付与方法は多く考えられているものの，高い符号化効率を保持した
ままスケーラビリティ機能が実現できるかどうかについては，まだ十分な議論がなされていない．今後更なる工夫が必要な研究分野である．
高臨場感映像サービスは，現状ではイベントなどの特定ユースから始まっているが，いずれ家庭まで普及し身近なものになってくるのはそれほど遠い将来ではない．
そのときには，安価で使いやすいサービス / システムとして提供されることが求められるが，映像符号化技術は，それを実現するためのキーテクノロジーの一つであることは間違いないだろう．
用語解説

論評・サーベイ論文：高臨場感通信を実現する次世代映像符号化技術

デブロッキングフィルタ（De-blocking filter）
MPEG などの映像符号化では動き補償や DCT を 16 ×
16 や 8 × 8 といった小さなブロック単位で行う．そのため，圧縮率が高くなってくるとブロックひずみという画質劣化が検知されることがある．デブロッキングフィルタは符号化によるブロックひずみを除去するための一種の低域フィルタである．映像全体をぼけさせないために，ブロック境
界に相対的に強いフィルタがかかるように適応化されたものが多い．通常はデコーダ側のみに置かれ，復号後の映像信号に対して画質向上を目的に施されることが多いが，
AVC/H.264 では予測誤差をより小さくするために，予測値を作るときにもデブロッキングフィルタが用いられるため，

163

小特集❷

離散コサイン変換（Discrete Cosine Transform, DCT）
画像を周波数空間に変換する手法の一つで，コサイン関数で構成される基底を使う．映像符号化では 8 × 8 程度の小さなブロック単位に施す．DCT の意味は，対象となる 8 ×
8 の画像信号を 64 個の 8 × 8 サイズの基底の重み付き線形
和で表現した際の，重み係数値を求めることに等しい．この重み係数を DCT 係数という．統計的に見ると，DCT 係
数は，直流成分をはじめとする低周波基底に対してはその絶対値が大きくなり，逆に高周波基底に対するそれは小さ
く な る．DCT 係 数 に 量 子 化 を 施 す こ と で 高 周 波 成 分 のDCT 係 数 の か な り の 部 分 を ゼ ロ に す る こ と が で き る．
MPEG をはじめとする映像符号化国際標準のほとんどに用いられている．AVC/H.264 では，整数値のみで DCT に準じる処理ができる整数型 DCT が用いられている．
予測符号化（Prediction coding）/ フレーム内予測（Intraframe
prediction）/ フレーム間予測（Interframe prediction）
符号化対象画素を空間的または時間的近傍画素から予測して，原信号値と予測値との差分（予測誤差）を符号化して伝送する方式．そのうち，符号化対象画素と同一フレームにある画素を予測に用いるのがフレーム内予測，異なるフレームにある画素を予測に用いるのがフレーム間予測と呼ばれる．統計的に見れば，符号化対象画素とその空間的近傍画素とはよく似た値をもつため，フレーム内予測誤差はゼロに集中する．また，動いていない部分や動きが小さい部分については，時間的に近いフレームを予測値とするフレーム間予測誤差はゼロに集中する．予測誤差のゼロへの偏りを利用すれば符号量を減らすことができる．予測値を作るための近傍画素の画素の選び方にはバリエーションがあり，1 画素から予測するほかにも，二つの画素を平均して予測するような方法も多く使われる．
動き補償（Motion compensation）
静止している映像では，ある対象画素 x と，隣り合うフレーム上で空間的に同一位置にある画素値 y とは雑音成分を無視すれば理論的には等しい．このような場合，対応する画素 y を x の予測値とするフレーム間予測誤差はゼロとなる．一方動いている映像では，y と x は異なるため，予測誤差が大きくなってしまう．このような場合には，物体がどのように動いたかをフレームの間で検出して，その動き（これを動きベクトルという）に対応する分だけ位置をずらした画素値 z を予測値とする．このようにすれば，x と zとの差分はゼロとなる．これを動き補償予測という．動き補償を導入することで予測誤差をよりゼロに集中させることが可能となる．実際には，MPEG での動きの検出は 16 ×
16 などの小さなブロック単位で行われることや，動きが必
ずしも剛体の平行移動ではないなどの理由で，動き補償予
測誤差は完全にゼロにはならない．また，動きの量についても，必ずしも画素単位（整数精度）で動くわけではないことによっても誤差が生じるが，この対策としては，画素補間してから予測する手法（少数画素精度予測）が用いられる．
可変長符号化（Variable length coding, VLC）/ 算術符号化（Arithmetic coding）
圧縮ストリームをディジタルデータとしてネットワークに送出したり記録したりするときには，予測誤差信号やDCT 係数を 0 と 1 の 2 値の符号を割り当てて表現する必要がある．ここで，信号値（シンボル）ごとに長さの異なる符号表を用いて符号割当を行うのが VLC の基本方式である．
発生確率の高い信号値には短い符号を割り当て，発生確率が低い信号には長い符号を割り当てることによって，トータルとしての符号量を減らすことができる．映像の予測誤差信号や DCT 係数のように，一部の信号に値を集中させることができれば VLC の効果が現れる．VLC の代表的なものにハフマン符号がある．ハフマン符号はシンボルの発生確率が 1/2 のべき乗で表される場合には最適（エントロ
ピーと等しい）となることが知られている．一方，発生確率が 1/2 のべき乗でない場合でもシンボル系列を十分長くとればエントロピー限界に近い圧縮率が達成できるのが算術符号化である．算術符号化はシンボルの発生確率をもとにして［0, 1］区間を再帰的に分割して符号語を演算によって求める方式であり，演算は複雑であるがハフマン符号に対して高圧縮率が達成できるというメリットがある．AVC/
H.264 において圧縮率を向上させた要素技術の一つとして
算術符号化の貢献は大きい．
量子化マトリックス（Quantization matrix）
映像を離散コサイン変換して得られる DCT 係数を量子化する際に，量子化の際に係数ごとに量子化幅を変えることができるようにするのが量子化マトリックスである．人間の視覚の観点から，高周波成分の変化は低周波成分の変化よりも検知しにくいという特性があるため，高周波成分を低周波成分よりも粗く量子化しても視覚的な影響は少な
いといえる．DCT 係数は映像を DCT 周波数基底の線形和で表す際の重み係数であるから，低周波基底に対する DCT
係数を細かく量子化し，高周波基底に対する DCT 係数を粗く量子化するように設定すればよい．映像では通常二次
元 DCT が用いられるため，DCT 係数も二次元となり，係数ごとの量子化幅の指定は二次元のマトリックスとして提供される．

論評・サーベイ論文

スでは要求されるエンコード条件は異なる．このようなエンコーダ側 / デコーダ側両方に存在する．
ローカルデコード映像（Local decoded image）
エンコーダ側の処理にデコーダ処理そのものをもたせて得られる復号信号のことで局所復号信号ともいう．復号側で再生されるものと同じ映像データが得られる．ローカル
デコード映像の必要性は，予測処理の存在に起因する．エンコーダとデコーダで予測信号を一致させておかないと「ドリフト」と呼ばれる現象が起こり再生映像が徐々に劣化してしまうことになる．
ウェーブレット変換（Wavelet Transform，WT）
画像信号に対して低域フィルタと高域フィルタを施してそれぞれ半分に間引き，間引かれた信号のうち低域成分に対して，再び低域フィルタと高域フィルタを施して半分に間引くという処理を繰り返すと，最終的に一つの低域成分と，複数の高域成分に分割される．一次元信号に対して 3
回の分割処理を繰り返す例を考えると，最終的に得られる
信 号 は， 一 つ の 低 域 成 分 L0 と 三 つ の 高 域 成 分 H0，H1，
H2 になる．一般的にこの画像分割を施すことをウェーブ
レット変換（WT）と呼ぶ．逆変換も同様に定義でき，補間により画素数を増やした上で低域フィルタと高域フィルタを施すことで実現できる．ここで，分割側と合成側の低域フィルタと高域フィルタの組合せを適当に選ぶと，完全再構成（WT してまたもとに戻すと変換前と同じ信号が得られる）が実現できる．WT 符号化は，画像を WT して得られた信号を適宜符号化するものである．デコードの際にどの階層までの高域データを用いるかにより，再生画像サイズを変化させることができるため，空間スケーラビリティの実現に適している．ディジタルシネマなどで用いられている JPEG2000 は WT を基本とした標準方式である．
SN 比（信号対雑音比，Signal to noise ratio）
映像圧縮における SN 比は画質を定量化するための一つの指標である．原映像と復号映像の平均二乗誤差の平方根
を RMSE とすると SN 比は，20 log（255/RMSE）［dB］で計算できる．簡単に算出できるため画質の目安の一つとしてよく使われるが，人間が目で観測した際の画質に対応しない場合もあるので注意を要する．特に圧縮率が高い場合には SN 比はあまりあてにできない場合が多い．
コンテクスト適応（Context adaptive）
コンテクストとは日本語にすると「文脈」である．ある画
素を考えた場合，その画素はその周囲の画素と何らかの因果関係にあると考えられる．周囲の画素の状況（文脈）によって，対象画素の処理の方法を適応的に変える処理をコンテ
クスト適応処理という．例えば，ある符号化対象画素に対する予測値を作る場合に，周囲の画素における画素値の分
布状況によってどのような予測をすればよいかを切り換え
る よ う な 処 理 が こ れ に 相 当 す る． ま た， 最 近 の 例 で は，
AVC/H.264 において，過去の処理状況によって符号割当を
切 り 換 え る CAVLC（Context Adaptive Variable Length
Coding），CABAC（Context Adaptive Binary Arithmetic
Coding）
がある．
CBR と VBR（Constant Bit Rate/Variable Bit Rate）
符号化されてできあがる圧縮ストリームにおいて，単位時間当りの映像に対するストリームの情報量が一定のもの
を CBR，情報量が時間的に変化するものを VBR と呼ぶ．
映像信号は時々刻々変化することや，フレームごとの圧縮パラメータが同じではないことなどから，映像圧縮においては情報量は時間的に必ず変化するため，CBR/VBR の区
別は前記「単位時間」の設定に左右されるが，通常 1GOP（0.5秒程度）が目安となる．CBR は全体システムの設計がしやすいという利点があり，リアルタイム通信やストリーミン
グを行う場合に用いられる．一方 VBR は入力映像に追随し164た柔軟な情報割当が可能となるので CBR よりも画質が向上
するが，瞬間的に大量のデータが出力される場合もあるため，ピークレート制御やバッファの制御に工夫が必要となる．DVD などの蓄積向けアプリケーションには VBR がよく用いられる．
TS と MP4
TS（Transport Stream），MP4 は い ず れ も MPEG で 規定されたメディア多重形式である．
ビデオやオーディオを圧縮したデータのそれぞれはエレ
メンタリストリームと呼ばれる．TS はこれらのビデオ圧縮
データとオーディオ圧縮データを多重して伝送するためのものであり，このエレメンタリストリームを 188 バイト固定長のトランスポートパケットに分割して多重していく．
TS には，同期情報や，複数のプログラムの識別信号，エラー検出の仕組みなどがヘッダとして含めることができるため，
ネ ッ ト ワ ー ク 伝 送 に 適 し た 方 式 と な っ て お り， 特 に
MPEG-2 TS 形式は，地上デジタル放送，BS デジタル放送など広く用いられている．
一方，MP4 は，映像・音声などの符号化データを組み合わせて多重化するためのファイルフォーマットである．ビデオとして MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4 などを，オーディオとして AAC，MP3 などを使えるほか，JPEG などの静止画やテキストの多重化も可能な構成になっている．MP4
は PC での動画ファイル再生や，3GPP 携帯向けコンテンツ
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文
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（平成 19 年 3 月 16 日受付，5 月 18 日再受付）

八島 由幸（正員）▶ 昭 56 名 大・ 工・ 電 子 卒， 昭 58 同 大 大学院工学研究科電子工学専攻修士課程了．
同年日本電信電話公社（現 NTT）入社．以来，主として画像信号の高能率符号化アルゴリ
ズム，HDTV 信号符号化装置，動画像信号
処理，MPEG 関連システムの研究開発に従事．現在，日本電信電話（株）NTT サイバー
スペース研究所画像メディア通信プロジェ
クト映像符号化技術グループリーダ，主幹研究員．工博．平 16 より東京工業大学客員教授．2004 年画像符号化シンポジウムフロン
ティア賞，2005 年度高柳記念電子科学技術振興財団高柳記念奨励賞受賞．IEEE，情報処理学会，映像情報メディア学会各会員．

通信ソサイエティマガジン NO. 2 秋号 2007