インターネットと運用技術シンポジウム 2022

IOTS2022
2022/12/8

Internet and Operation Technology Symposium 2022

[ポスター発表] 研究報告

画面転送式デジタルサイネージの開発に向けた VNC トラフィックの計測
秋葉 貴文 1, a) 湯村 翼 1, b)

VNC Traffic Measurements
for Development of Screen-Transfer Type Digital Signage
1. はじめにェアは，UltraVNC Server および UltraVNC Viewer を使用した．また，トラフィックの計測には，TCP Monitor Plus とデジタルサイネージの活用において，表示するコンテンいうソフトウェアを使用した．VNC のオプションは，エンツの管理は重要である．サイネージ用 PC で Microsoft

コード方式，伝送色数，通信の暗号化の 3 つに注目し，そPowerPoint などのスライド表示ツールを使用したり動画をれぞれの設定を変更しトラフィックを計測した．目的の計再生したりするスタンドアロン型の場合，コンテンツを更測の対象となる項目へ影響を及ぼさないよう，不必要と考新する際にはファイルの差し替えの手間がかかる．インタ

えられるオプションは不使用とした．計測を行っている間，ーネットを活用してコンテンツを更新するクラウド型[1]

サーバ側の画面で動画[2]を再生した．計測時間は 30 秒との場合，コンテンツ管理は容易となるが，企業が提供するし，TCP Monitor Plus のログ機能で記録周期を 30 秒に設定

サービスに加入し運用することが一般的であるため利用料を行った．

がかかる．このシステムを利用者が自前で構築することは計測は次の手順で行う．まずサーバ PC で UltraVNC難しい．また，デジタルサイネージに使用されるコンピュServer を起動する．クライアント PC では UltraVNC Viewer

ータは一般的にスペックが低いため，多くの計算量を必要を起動し，サーバ PC の IP アドレスやオプションの確認をとする処理を行うことは困難であるという課題もある．

行ったのち接続を行う．VNC 接続の確立後，TCP Monitor

そこで我々は，サーバ側で Web ブラウザを動作させ，画面をクライアントコンピュータへストリーミングすることで Web ブラウザの表示を可能とするクラウド型のデジタ

Plus を起動し，同時にサーバ側で動画の再生を開始する．
30 秒経過した時点でトラフィックの計測を終了する．
本研究では以下の 3 つの条件でトラフィックを計測した．

ルサイネージシステムの開発を目指す．個人が低スペック（1）エンコード方式の変更

コンピュータでデジタルサイネージを安価かつ手軽に構築（2）色数の変更できることを目標とし，専門知識がない利用者でも容易に（3）通信の暗号化の有無の変更

環境構築をするためのパッケージも作成する．

a

計測（1）では，Ultra VNC で利用可能な全 11 種類 のエ

本研究では，Virtual Network Computing (VNC)ソフトウェ

ンコード方式(表 1)についてトラフィックの比較を行った．

アを使用し，画面転送のトラフィックの計測を行う．画面エンコード方式は，計算処理量と使用帯域に応じて Low

転送方式のデジタルサイネージの運用にあたって必要とな

CPU high bandwidth，High CPU middle bandwidth，Middle CPUるネットワーク帯域を予測することが目的である．また，

low bandwidth，High CPU lower bandwidth の 4 カテゴリに分エンコード方式や暗号化の有無がトラフィックに与える影類される．色数は full color と 256 color の 2 種類を設定し響の調査も行う．これにより，スペックの低いコンピューた．計測（2）では，full color，256 color，64 color，8 color

タにおけるパラメータ設定の検討や，ネットワーク帯域のの 4 種類の色数においてトラフィックの比較を行った．エ

確保の検討の参考とする．

ンコード方式は Hextile，Zlib，Tight の 3 種類を設定した．

2. 計測方法

計測（3）では，暗号化の有無を変更してトラフィックの比計測は，次の環境で行った．2 台の Windows ノート PC
を LAN ケーブルで接続し，各 PC で VNC サーバとクライアントを起動し，トラフィックを計測した．VNC ソフトウ
1 北海道情報大学
Hokkaido Information Universitya) s2021052@s.do-johodai.ac.jpb) yumu@yumulab.orgⓒ 2022 Information Processing Society of Japan較を行った．暗号方式は AES 256bit である．色数は full colorのみ，エンコード方式は Hextile，Zlib，Tight の 3 種類を設定した．なお，計測(1)および(2)では暗号化は行っていない．

a エンコード方式の 1 つは full color のみに対応しているため，256 color以下の場合は 10 種類である．

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表 1

Ultra VNC で利用可能なエンコード方式

3. 計測結果
計測（1）の結果を図 1 に示す．full color では，Raw，Ultra，Hextile といった Low CPU high bandwidth であるエンコード

図 3

計測(2)で色数を変更した転送画面の比較．(左上)8color，(右上)64 color，(左下)256 color，(右下)full color．

方式のトラフィック量が多くなった．反対に ZYWRLE，XZ，XZYW といった High CPU lower bandwidth のエンコード方

計測（3）の結果を図 4 に示す．Hextile では暗号化をす式では，他の通信方法と比較して非常に少ないトラフィッることによってトラフィックが大きく減少した．また，Zlib，クとなっていた．CPU の処理能力や通信の帯域が同じ設定

Tight は Hextile ほどの大きな変化は見られないが同様に暗でもエンコードの方式を変えることでトラフィックに差が号化をすることによってトラフィックが減少した．

出ていることが分かる．256 color では，full color と比較してトラフィックが減少したが，Tight については変化がなか

no encryption

った．また，full color と 256 color のトラフィックで，Lowencryption

CPU high bandwidth のエンコード方式では映像はなめらか0に再生されていたが，High CPU lower bandwidth のエンコー

図 4ド方式ではコマ落ちすることがあった．

ク比較．

XZYW

256 colors

XZ

full colors

ZYWRLE

Tight

50100150

Zlib

200Hextile

250 [MB]

計測(3)の結果．暗号化の有無を変更したトラフィッ

4. おわりに本研究では，VNC において様々なパラメータがトラフィ

Video
ZRLE

ックに与える影響を調査し，エンコード方式がトラフィッ

Tight
ZlibHex

クに大きく影響するという結果を得た．色数を減らした場

Zlib
Hextile合，エンコード方式によっては，色数に応じてトラフィッ

Ultra

クが減少していくという予測に反して変化が見られないも

Raw
0200

400

600

800

1000

1200 [MB]図 1 計測(1)の結果．エンコード方式を変更したトラフィック比較．のもあった．
エンコード方式によっては動画がコマ落ちする場面があり，送信するデータに合わせて送信方法を決める重要性を認識した．また，色数による画質への影響はとても大き計測（2）の結果を図 2 に示す．Tight では変化があまりいため，こちらも送信するデータに合わせて色数を決定しなかったが，Hextile，Zlib では色数が減少することでトラていくことが重要だと考える．full color と 256 color の画質フィックも減少した．色数を full color から 256 color に変の差が大きいため，これらの中間の色数の設定を設けるこ化させることでトラフィックの量が大幅に減少することがとで画質や映像の滑らかさを改善することができるのでは分かった．また，色数に応じた転送画面の画質の比較は図ないかと考えた．今後は CPU 処理負荷の調査も行っていき

3 に示す．full color では元の動画と同等の表示であったが，たい．低スペック PC で画面転送型デジタルサイネージを

256 color まで色数を落とすと今回計測に使った実写の動画実現する上でエンコード方式や通信帯域は重要パラメータ

では画質の悪さが目立った．

であり，本研究を活かして開発を進めていきたい．

8 colors

TightZlib

Hextile256 colors

https://www2.elecom.co.jp/business/custom-pc/embedded

full colors/elecom_signage/0

図 2

参考文献
[1] ELECOM, デジタルサイネージサービス,

64 colors

50100

150200250[MB]

計測(2)の結果．色数を変更したトラフィック比較．

ⓒ 2022 Information Processing Society of Japan[2] HIU 北海道情報大学チャンネル,https://www.youtube.com/watch?v=1AOjPVbS-n885