JP4687538B2 - 受信装置、送信装置およびその通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、階層符号化データを通信する受信装置、送信装置およびその通信方法に関する。

従来より、この通信方法としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがあった。

すなわち、送信装置１１と受信装置１２とが外部ネットワークを介して通信するシステムにおいて、送信装置１１が、階層符号化データの複数のレイヤをパケット化し、レイヤ単位で、パケットを受信装置１２に送信する。受信装置１２は、パケットの送信時刻や損失したパケットのＩＤなどを含む応答情報を送信装置に送信する。そして、送信装置１１は、受信装置１２からの応答情報に従って、最適な送信レートを算出し、送信レートを基に送信パケット数を設定する。これにより、無駄となるパケットの送信をなくすことができ、通信の効率化が図られた。

このとき使用される送信レート制御は、ＴＦＲＣ（ＴＣＰ ＦｒｉｅｎｄｌｙＲａｔｅ
Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＲＦＣ３４４８）技術である。

このＴＦＲＣ技術は、損失イベント率（ｐ）と往復時間（Ｒ）によってＴＣＰと公平に帯域を共有できる送信レート（Ｘ）を推定し、制御するものである。具体的には、次に示す（式１）で送信レート（Ｘ）を推定する。

ただし、Ｒ：ラウンドトリップタイム（秒）、ｐ：損失イベント率、ｓ：パケットサイズ（ｂｙｔｅ）、ｂ：ＴＣＰの肯定応答単位、Ｔ＿ＲＴＯ：ＴＣＰのタイムアウト値（＝４×Ｒ）を示す。
なお、（式１）で用いるラウンドトリップタイムは、応答情報に含まれる送信元送信時刻と、送信装置が応答情報パケットを受信した時刻から求められる。

ＴＦＲＣを用いた送信レート制御では、送信装置は（式１）を用いた送信レートの推定を必要なときに、あるいはパケット損失発生の通知を受けたときに行う。また、受信装置は、階層毎に、複数パケット内で発生した損失を１回にまとめて通知する。

図１０は、従来の受信機が階層符号化データを受信したときの応答制御を示す図である。

図１０において、データフローは基本レイヤから拡張２レイヤまでの３階層に分けられたものであり、受信装置はパケット損失があると、階層毎にまとめて応答情報（ＮＡＣＫ）を送信している。
特開２００４−１９３９９２号公報（第９―１５頁、第３図） ＴＦＲＣ（ＴＣＰ Ｆｒｉｅｎｄｌｙ Ｒａｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、ＲＦＣ３４４８）、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.faqs.org/rfcs/rfc3448.html＞

しかしながら、従来の方法では、受信装置は、階層毎に損失情報を送信装置へ通知するため、通常よりも階層数の倍数分の制御信号がネットワーク上を流れ、帯域が浪費されるという課題を有していた。さらに、従来の送信装置は、大量の制御信号を受信装置から受信し、送信レートの算出をするのに、非常に大きな負荷がかかるという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされ、その目的とするところは、階層符号化データ通信の送信レート制御において、受信装置の応答情報によるネットワーク帯域の消費を抑えるとともに、送信装置が行う送信レート制御のための負荷を軽減した通信方法を提供することにある。

本発明の受信装置は、送信装置からの階層符号化データをストリーミングするものである。特に、本発明の受信装置は、パケット受信部とパケット損失算出部と受信状態記録部と集約応答情報生成部とパケット送信部とを有している。そのパケット受信部は、階層符号化データパケットを受信するものであり、パケット損失算出部は、受信したパケットの欠落あるいは異常を階層毎に検出し、パケット損失率を算出するものである。また、受信帯域算出部は、階層毎に受信したパケットをカウントし受信帯域を算出するものであり、受信状態記録部は、パケット損失算出部が算出したパケット損失率と、受信帯域算出部が算出した受信帯域とを含む受信状態情報を記録するものである。さらに、集約応答情報生成部は、受信状態記録部に記録された全階層の受信状態情報を、一つの応答情報に集約するものであり、パケット送信部は、応答情報生成部の生成した応答情報を前記送信装置へ送信するものである。

これにより、受信装置は、全階層を一つにまとめた応答情報を作成すればよいので、応答情報の作成負荷が軽減できる。また、ネットワーク上を流れる応答情報パケットも従来に比べて削減できるので、ネットワークの負荷も軽減できる。

また、本発明の受信装置は、集約応答情報生成部が、所定時間毎、所定のデータフロー数毎、あるいは、所定のデータ量毎に、全階層のパケット損失率の平均値を算出し、かつ前回の集約から現時点までの全階層の受信データ量を合算して、集約した受信状態情報を生成するものである。

これにより、受信装置は、定期的に、あるいは所定のデータ量ごとに応答情報を集約できる。

また、本発明の受信装置は、集約応答情報生成部が、階層毎に重み付けして、パケット損失率の平均値を算出するものである。

これにより、受信装置は、階層の重要度に応じた応答情報を生成することができる。

また、階層の基本レイヤにパケット欠落あるいは異常がある場合、本発明の受信装置は、集約応答情報生成部が、基本レイヤのパケット損失率を集約した受信状態情報に含める。また、基本レイヤにパケット欠落あるいは異常がない場合、基本レイヤ以外の階層に重み付けして集約した受信状態情報を算出する。

これにより、受信装置は、基本レイヤの受信を保証するような送信レイヤの制御を送信装置へ通知することができる。

また、本発明の受信装置は、通信遅延計測部と応答タイミング検出部とをさらに有するものである。その通信遅延計測部は、受信した各階層のパケットに記載されたパケット往復所要時間を、階層毎に受信状態記録部に記録するものである。また、応答タイミング検出部は、前回の前記応答情報の送信から前回設定した所定時間を経過したとき、受信状態記録部に記録されたパケット往復所要時間を平均し、求めた値を所定期間として更新するものである。

これにより、受信装置は、所定時間毎に応答情報を送信するとき、受信状態に合わせて、その所定時間を更新することができる。

また、本発明の受信装置は、送信装置からの階層符号化データのデータフローを受信する階層の組合せポリシーを指定する優先ポリシー設定部をさらに有している。そして、そのパケット送信部がポリシーを送信装置へ送信する。

これにより、受信装置は、ユーザが好むコンテンツなどのオブジェクトの優先や、オブジェクト同士の関係の優先を送信装置へ要求することが可能になる。
また、本発明の受信装置は、集約応答情報生成部の設定する重み付けを、受信状態記録部に記録された受信帯域の逆数に基づいて決定するものである。

これにより、受信装置は、受信帯域の小さいものほど重視した送信レートの制御を送信装置へ要求することができる。

本発明の送信装置は、オブジェクト符号化部とパケット送信部とパケット受信部と受信者帯域推定部とフロー組合せ決定部と階層化配送設定部とを有している。そのオブジェクト符号化部は、コンテンツデータを階層符号化するものであり、パケット送信部は、符号化されたデータをパケットにして送信するものである。

また、パケット受信部は、そのパケットを受信した受信装置から送信された応答情報を受信するものであり、受信者帯域推定部は、応答情報に記載された、パケット損失情報と、受信帯域情報と、自己と前記受信装置との間のパケット往復所要時間とに基づいて受信装置の受信可能な帯域に適した送信レートを推定するものである。さらに、フロー組合せ決定部は、推定された送信レートに対応した階層符号化データのデータフローの組合せを決定するものであり、階層化配送設定部は、データフロー毎に配送する受信装置をグループ化し、該当する受信装置の識別情報を宛先リストに設定するものである。

これにより、送信装置は、受信装置からの応答情報に基づいて、送信レートの制御をすることができる。

また、本発明の送信装置は、受信者帯域推定部が、ＴＦＲＣ（ＴＣＰ Ｆｒｉｅｎｄｌｙ Ｒａｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）に準じて送信レートを推定するものである。

また、本発明の送信装置は、すべてのデータフローを組合せたときの送信レートを記録したレート候補記録部をさらに有している。そして、フロー組合せ決定部が、受信装置の推定した送信レートで空き帯域が最小となる送信レートをレート候補記録部の中から選択するものである。

これにより、送信装置は、受信装置への送信レートを変更するときに、受信装置の帯域を最も効率よく使用した送信をすることができる。

また、本発明の送信装置は、受信装置から要求されたデータフローの組合せの優先ポリシーにしたがってデータフローを組み合わせた送信レートをレート候補記録部に記録する優先ポリシー管理部をさらに有している。

これにより、送信装置は、受信装置の要求を満足させる送信レート制御をすることができる。

本発明の通信方法は、次のように行われる。すなわち、送信装置が、階層符号化されたデータのパケットを送信したとき、受信装置がそのパケットを受信して、パケットの欠落あるいは異常を階層毎に検出し、パケット損失率を算出して記録したり、階層毎に受信したパケットをカウントし受信帯域を算出し、記録したりする。そして、受信装置が、記録された全階層のパケット損失率と受信帯域とを含む受信状態情報を、一つの応答情報に集約し、その応答情報を送信装置へ送信する。送信装置が、その応答情報を受信し、それに記載されたパケット損失情報と、受信帯域情報と、自己と受信装置との間のパケット往復所要時間とに基づいて受信装置の受信可能な帯域に適した送信レートを推定する。そして、送信装置が、その推定された送信レートに対応した階層符号化データのデータフローの組合せを決定する。

また、本発明の通信方法において、応答情報の集約は、所定時間毎、所定のデータフロー数毎、あるいは、所定のデータ量毎に行われ、全階層のパケット損失率の平均値と、前回の集約から現時点までの全階層の受信データ量を合算値とを算出する処理である。

また、本発明の通信方法は、受信装置が、データフローの組合せを決定する優先ポリシーを送信装置へ送信し、送信装置が、受信したその優先ポリシーにしたがって、データフローの組合せを決定する。

本発明によれば、階層符号化データ通信において、制御信号の応答によるネットワーク帯域の消費を抑えることができる。また、送信装置は、階層符号化データの送信レートを制御するための負荷を軽減することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の通信システムの構成を示す図である。

図１において、送信装置１０と受信装置２０とは、インターネットなどの外部ネットワーク３０を経由して相互に通信ができ、受信装置２０は送信装置からの映像や音声データなどをストリーミングする。

送信装置１０は、メディア１（４００）乃至メディアＮ（４０２）から受け取った映像や音声などのオブジェクトをそれぞれ階層符号化するオブジェクト符号化部３００乃至３０２と、受信装置ごとに配信するオブジェクトレイヤを決定し、マルチキャストパケットや明示的マルチキャスト（Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）（以下、「ＸＣＡＳＴ」という。）パケットを受信装置へ送信する通信制御部１００とを有している。

受信装置２０は、自己宛のパケットを受信し、オブジェクトデータを抽出する通信制御部５００と、抽出されたオブジェクトデータをそれぞれ復号化するオブジェクト復号化部７００乃至７０２と、復号化されたオブジェクトを合成するシーン合成部８００とを有し、再生装置９００へ出力する。

ＸＣＡＳＴでは、複数の受信装置にパケットを配送する場合、送信装置はパケット中に宛先リストを作成し、宛先リストの先頭ノードへ送信する。

図９は、ＸＣＡＳＴのパケットのフォーマットを示す図である。なお、このＸＣＡＳＴは、ＩＰアドレスとしてＩＰｖ６を用いて通信を行うものである。

図９において、ＸＣＡＳＴヘッダ（ＸＣＡＳＴＨｄｒ）１４０１は、ＩＰｖ６ヘッダ（ＩＰｖ６Ｈｄｒ）１４０２とルーティングヘッダ（ＲｏｕｔｉｎｇＨｄｒ）１４０３とで構成されている。ＩＰｖ６ヘッダ１４０２の送信元アドレス１４０４には、パケットの送信元ノードのＩＰアドレスが記載され、宛先アドレス１４０５には、ＸＣＡＳＴであることを示すマルチキャストアドレスを記載する。

ルーティングヘッダ１４０３には、マルチキャストの送信先である、すべての宛先アドレス０〜ｎ（１４０７）と宛先ポート（Ｐｏｒｔ）０〜ｎ（１４０８）が記載される。そして、宛先ビットマップ１４０６は、宛先ノードに対応してビットが指定されており、未配送の宛先ノード（‘１’がセットされている）と配送済みの宛先ノード（‘０’がセットされている）とが明示される。以下の説明では、宛先ビットマップ１４０６と宛先アドレス１４０７とを合わせて、「宛先リスト」という。

ＸＣＡＳＴに対応したノードは、そのパケットを受信すると、自己の経路表を参照して、宛先リスト中の先頭の未配送のノードへパケットを出力する。このとき、ノードは、適宜パケットを複製し、未配送の宛先ノードに該当するビットのみ‘１’となるように宛先ビットマップ１４０６を修正する。宛先ノードである端末は、これを受信すると、宛先ビットマップ１４０６の自己に該当するビットを配送済み‘０’にし、そのパケットを未配送の宛先ノードである端末へ送信する。

これにより、ＩＰマルチキャストアドレスを使用しなくても、複数の端末に一つのパケットが順次伝わることで、ＩＰマルチキャストと同様に複数の宛先グループの端末へ同一データを送信することが可能となる。

図２は、本発明の送信装置１０の通信制御部１００の構成を示す図である。

図２において、パケット送信部１０３は、マルチキャストやＸＣＡＳＴのような多地点向けの配送方式を用いて、各配送グループに関するデータフローのパケット生成、及び送信を行うものである。

なお、パケット送信部１０３は、マルチキャスト以外に、ユニキャストも可能である。また、パケット受信部１０２は、受信装置から通信状態問い合わせに対する応答情報や帯域要求などの制御信号を受信するものである。

また、レート制御部１０１は、受信装置からの応答情報からネットワーク通信可能帯域を推定したり、あるいは受信装置からの帯域要求に基づいて送信レートなどを変更するため制御を行うものである。このレート制御部１０１は、さらに受信者帯域推定部１０１１とフロー組合せ決定部１０１２とレート候補記録部１０１３と階層化配送設定部１０１４とからなっている。

受信者帯域推定部１０１１は、受信装置から受信した応答情報や帯域要求に基づいて、受信装置に適した送信レートを（式１）により算出し、推定するものである。

フロー組合せ決定部１０１２は、受信者帯域推定部１０１１で推定された帯域（送信レート）に対して、送信装置が送出可能なデータフロー（例えば、階層符号化されたレイヤ、オブジェクト、またはメディアなど）の組合せを決定するものである。

レート候補記録部１０１３は、様々なデータフローの異なる組合せによる、送信レート候補セットを記録するものである。

階層化配送設定部１０１４は、フロー組合せ決定部１０１２で新しく決定されたデータフローの組合せに対応した配送グループの配送リストに受信装置の識別情報を追加または削除するものである。この配送リストは、ＸＣＡＳＴで使用するものであり、配送先ノードは、この配送リストに記載のノードへ自己の受けたパケットを転送することになる。

ここで、具体的なオブジェクトデータを用いて、レート候補記録部１０１３とフロー組合せ決定部１０１２について以下に説明する。

図４は、階層符号化データと各受信装置へ配信する階層符号化データの組み合わせを示した図である。

図４において、オブジェクト１、２、３がそれぞれ３階層に階層化されている。そして、それぞれの階層符号化データには、必要とする帯域が指定されている。

表１は、これらのオブジェクトの各階層データを組み合わせたときの送信レートを示すものであり、レート候補記録部１０１３に記録されている。たとえば、表１において、すべてのオブジェクトの基本レイヤとオブジェクト３の拡張１レイヤとを受信するには、２９０ｋｂｐｓの受信帯域が必要であることを示している。

そして、フロー組合せ決定部１０１２は、レート候補記録部１０１３を参照して、推定された受信装置の帯域を有効に使用できるようにレイヤの組合せを選択する。

図４は、受信装置１乃至４がそれぞれ４８０ｋｂｐｓ、４１０ｋｂｐｓ、３１５ｋｂｐｓ、６５０ｋｂｐｓの帯域を使用可能であるときに、フロー組合せ決定部１０１２が選択するレイヤを示している。

すなわち、フロー組合せ決定部１０１２は、受信装置１の使用可能帯域である４８０ｋｂｐｓ内で配送できる階層符号化データとして、オブジェクトＡの基本レイヤ、オブジェクトＢの基本レイヤと拡張１レイヤ、オブジェクトＣの基本レイヤ、拡張１レイヤ、拡張２レイヤとを選択する。同様に、フロー組合せ決定部１０１２は、受信装置２へ配送できる階層符号化データとして、オブジェクトＡの基本レイヤ、オブジェクトＢの基本レイヤと拡張１レイヤと拡張２レイヤ、オブジェクトＣの基本レイヤ、拡張１レイヤとを選択する。

また、フロー組合せ決定部１０１２は、受信装置３へ配送できる階層符号化データとして、オブジェクトＡの基本レイヤ、拡張１レイヤ、オブジェクトＢの基本レイヤ、オブジェクトＣの基本レイヤを選択する。また、フロー組合せ決定部１０１２は、受信装置４へ配送できる階層符号化データとして、オブジェクトＡの基本レイヤ、拡張１レイヤ、拡張２レイヤ、オブジェクトＢの基本レイヤと拡張１レイヤと拡張２レイヤ、オブジェクトＣの基本レイヤ、拡張１レイヤとを選択する。

以上のように構成された送信装置について、以下その動作、作用を説明する。

図５は、送信装置の動作を説明するフロー図である。

図５において、まず、フロー組合せ決定部１０１２があらかじめ受信装置に規定されている送信レートの初期値で配送可能なデータフローの組み合わせを決定し、階層化配送設定部１０１４へ通知する（ステップＳ５０１）。

階層化配送設定部１０１４は、これを受けて、レイヤ毎にオブジェクトデータを配送する宛先を抽出し、配送リストに抽出した受信装置の識別情報を記載する。たとえば、図４の組合せの場合、基本レイヤのオブジェクトデータの宛先リストには、受信装置１乃至４のすべてが記載され、オブジェクト１の拡張１レイヤのオブジェクトデータの宛先リストには、受信装置３、４のみが記載される（ステップＳ５０２）。

次に、パケット送信部１０３は、レイヤのオブジェクトデータに設定されている送信レートで、宛先リストの先頭の受信装置へそのパケットを送信する（ステップＳ５０３）。

次に、フロー組合せ決定部１０１２は、すべてのオブジェクトデータを送信完了したか否かをチェックし（ステップＳ５０４）、送信完了していれば送信処理が終了する。

一方、フロー組合せ決定部１０１２がオブジェクトデータを送信完了していない場合、パケット受信部１０２が受信装置２０からＲＴＴやパケット損失率などの応答情報が記載された制御パケットを受信する。そして、受信者帯域推定部１０１１は、その応答情報を送信してきた受信装置の送信レートを算出する（ステップＳ５０４）。

次に、フロー組合せ決定部１０１２は、レート候補記録部１０１３を参照して、新たに推定された受信帯域に適合するレイヤの組合せを選択する（ステップＳ５０５）。

その後、処理は、ステップＳ５０２へ戻り、更新されたレイヤの組合せでＸＣＡＳＴパケットが作成され、受信装置へ送信される。

以上が、本発明の送信装置の構成と動作の説明である。

次に、本発明の受信装置について説明する。

図３は、本実施の形態における受信装置の通信制御部５００の構成を示す図である。

図３において、パケット受信部６０２は、送信装置から送信されたデータフローや制御信号などのパケットを受信し、ヘッダを取り除いたデータを受信状態管理部６０１へ送出するものである。

パケット送信部６０３は、受信状態管理部６０１により生成された応答情報をパケット化し、送信装置へ送信するものである。

応答タイミング検出部６０４は、送信装置への応答情報を送信するタイミングを計測するものである。

受信状態管理部６０１は、データフローの受信状態を算出し、応答情報を生成するものである。この受信状態管理部６０１は、さらに通信遅延計測部６０１１とパケット損出算出部６０１２と受信帯域算出部６０１３と受信状態記録部６０１４と集約応答情報生成部６０１５とからなっている。

通信遅延計測部６０１１は、受信したパケットの送信時刻を抽出し、それを受信状態記録部６０１４に記録するものである。パケット損出算出部６０１２は、受信パケットのシリアル番号の欠落からパケット損出を検出したり、損出率を算出し、受信状態記録部６０１４に記録するものである。この損失率の算出方法は、ＴＦＲＣの規定する方法を用いる。

また、受信帯域算出部６０１３は、前回の応答時刻から現在までに受信したデータ量を計測し、受信できる帯域を算出するものであり、受信状態記録部６０１４にその受信帯域を記録するものである。

表２は、受信状態記録部６０１４が記録する受信状態情報を示す表である。なお、フローＩＤは、階層符号化された各レイヤを示し、フローＩＤ１は基本レイヤ、フローＩＤ２は拡張１レイヤ、フローＩＤ３は拡張２レイヤを示している。また、更新時間の経過は、ＲＴＴ、パケット損失率、受信帯域が更新された時刻を示している。

集約応答情報生成部６０１５は、受信状態記録部６０１４に記録された、各レイヤのパケット損出率と受信帯域の情報を所定時間ごとに一つに集約するものである。

（式２）は、パケット損出率を集約する式であり、すべてのレイヤのパケット損失率の平均値が求められる。

（式３）は、受信帯域を集約する式であり、すべてのレイヤの受信帯域の合計が求められる。

また、（式２）、（式３）は、各レイヤを同等に扱っているが、レイヤごとにシーン再生の重要度がことなるので、レイヤごとに重み付けすることがより好ましい。たとえば、表３のように各レイヤに重みを与えるものとする。

このときのパケット損出率を集約する計算式を（式４）に示す。

なお、重み付けは、送信装置により決定され、受信装置へ通知される。
また、上記の重み付けの他に、基本レイヤにパケット損出がある場合は、基本レイヤのパケット損出率と受信帯域とを集約した応答情報として用い、基本レイヤにパケット損出がない場合にのみ、その他のレイヤに重み付けして上記の（式３）、（式４）により集約した応答情報を算出することも可能である。

以上のように構成された受信装置について、以下その動作、作用を説明する。

図６は、受信装置の動作を説明するフロー図である。

図６において、まず、パケット受信部６０２が複数の階層符号化データを受信すると（Ｓ６０１）、受信状態管理部６０１の通信遅延計測部６０１１とパケット損失算出部６０１２と受信帯域算出部６０１３とが受信パケットの情報から受信状態を受信状態記録部６０１４へ記録する（ステップＳ６０２）。

次に、応答タイミング検出部６０４は、前回の応答から現在までの経過時間と、受信状態記憶部６０１４の各レイヤのＲＴＴに記録されている時刻から現在までの経過時間の平均期間とを比較する（ステップＳ６０３）。そして、前回の応答からの経過時間の方が大きいとき、応答タイミング検出部６０４は、集約応答情報生成部６０１５へ応答情報の生成を指示する（ステップＳ６０３のＹｅｓ）。

集約応答情報生成部６０１５は、これを受けて、受信状態記録部６０１４に記録されたパケット損出率と受信帯域を集約した応答情報を生成し、パケット送信部６０３へ送出する（ステップＳ６０４）。また、集約応答情報生成部６０１５は、応答タイミング検出部６０４からの指示を受ける直前に記録されたＲＴＴをパケットヘッダのＲＴＴへコピーする。

そして、パケット送信部６０３は、これを受けて、送信装置へその応答情報を記載したパケットを送信し（ステップＳ６０５）、ステップＳ６０１へ処理が戻る。

一方、ステップＳ６０３において、前回の応答からの経過時間の方が大きくないときも、処理はステップＳ６０１へ戻る。

以上が、本発明の送信装置の構成、および動作の説明である。

このように、本実施の形態によれば、受信装置は、受信した階層符号化データに対する送信レート制御のための応答情報を、全階層まとめて、所定時間ごと1回送信するだけで済む。その状態を図７に示す。

図7において、応答情報（ＮＡＣＫ）は、パケット損出が発生したときに、全階層の応答情報をまとめて応答している。

このように、図１０に示した応答状態に比べ、受信装置の応答情報の生成負荷を軽減することができる。また、ネットワーク上に流れる応答情報が記載されたパケットが階層数分の１に削減でき、ネットワークの輻輳を回避できる。さらに、送信装置は、受信装置からの応答情報を受けたときに行う送信レートの制御処理を1回にまとめて実施することができ、送信レート制御の負荷を軽減できる。

なお、本実施の形態では、応答情報の生成を所定時間ごとに１回送信しているが、これに限らず、所定データフロー数や、所定データ量ごとに集約することも可能である。

また、送信装置は、パケット往復時間を計測するために送信時刻を受信装置へ通知しているが、その他に、送信装置自身と同一のデータフローを受信している全ての受信装置との間で計測した複数のＲＴＴの中から最大値（ＧＲＴＴ）を選択し、受信装置へ通知することも可能である。この場合、受信装置は、受信したパケットからＧＲＴＴを抽出し、それを階層毎に受信状態記録部に記録し、それらを平均した時間を集約処理のインターバルとする。

（実施の形態２）
図８は、本実施の形態における送信装置と受信装置の構成を示す図である。
本実施の形態における送信装置は、実施の形態１のものとは、優先ポリシー管理部を有している点が異なる。

優先ポリシー管理部２００は、次の３つの方法のいずれの優先ポリシーを選択するかを管理し、レート候補記録部１０１３にそれぞれの優先ポリシーに適合する送信レート表を作成するものである。

優先ポリシーとしては、次の３つの方法がある。

第1の優先方法は、受信帯域を最も有効に利用する方法であり、第２の優先方法は、ユーザの好みを優先する方法であり、第３の優先方法は、階層符号化データの各レイヤのオブジェクト間の関係強度を優先する方法である。なお、優先ポリシーは、受信装置から通知され、通知がない場合は、第１の優先方法が選択される。

第1の優先方法は、実施の形態１で示した方法であり、送信レート表の例は、表１に示した通りである。

第２の優先方法の送信レート表の例を表４に示す。この表は、受信装置がオブジェクト２を優先するように要求してきた場合に、優先ポリシー管理部２００が生成するものである。すなわち、受信装置の推定された受信帯域が３３５ｋｂｐｓよりも小さいとき、全オブジェクトの基本レイヤのみのレイヤの組合せ（２１５ｋｂｐｓ）と、全基本レイヤとオブジェクト２の拡張１レイヤの組合せ（２５５ｋｂｐｓ）と、全基本レイヤとオブジェクト２の拡張１レイヤと拡張２レイヤの組合せ（３３５ｋｂｐｓ）とのいずれかが選択されるものある。また、この表４は、受信装置の推定受信帯域が３３５ｋｂｐｓよりも大きいときは、受信帯域を最も有効に利用できるレイヤの組み合わせが選択されるものである。

第３の優先方法の送信レート表の例を表５に示す。この表は、受信装置がオブジェクト２とオブジェクト３の関係を優先するように要求してきた場合に、優先ポリシー管理部２００が生成するものである。すなわち、受信装置の推定された受信帯域が５６０ｋｂｐｓよりも小さいとき、全オブジェクトの基本レイヤのみのレイヤの組合せ（２１５ｋｂｐｓ）と、全基本レイヤとオブジェクト２の拡張１レイヤの組合せ（２５５ｋｂｐｓ）と、全基本レイヤとオブジェクト３の拡張１レイヤの組合せ（２９０ｋｂｐｓ）と、全基本レイヤとオブジェクト２の拡張１レイヤとオブジェクト３の拡張１レイヤの組合せ（３３０ｋｂｐｓ）と、全基本レイヤとオブジェクト２の拡張１レイヤと拡張２レイヤとオブジェクト３の拡張１レイヤの組合せ（４１０ｋｂｐｓ）と、全基本レイヤとオブジェクト２の拡張１レイヤと拡張２レイヤとオブジェクト３の拡張１レイヤと拡張２レイヤの組合せ（５６０ｋｂｐｓ）とのいずれかが選択されるものある。また、この表５は、受信装置の推定受信帯域が５６０ｋｂｐｓよりも大きいときは、受信帯域を最も有効に利用できるレイヤの組み合わせが選択されるものである。

このように構成された送信装置の動作について、以下に説明する。
まず、優先ポリシー管理部２００は、受信装置から優先ポリシーの要求を受け取ると、その優先ポリシーにしたがって、レート候補記録部１０１３に送信レート表を作成する。

次に、フロー組合せ決定部１０１２は、優先ポリシー管理部２００から通知された優先ポリシーに相当する送信レート表をレート候補記録部１０１３から選択し、その送信レート表に基づいて、受信装置の初期受信帯域にしたがった、データフローのレイヤの組合せを決定する。

以降、実施の形態１のステップＳ５０２乃至Ｓ５０６の動作を行う。

以上が、本実施の形態における送信装置の構成と動作説明である。

次に、本実施の形態における受信装置について説明する。

図８において、本実施の形態における受信装置は、実施の形態１のものとは、優先ポリシー設定部６００を有している点が異なる。

優先ポリシー設定部６００は、シーン再生において、ユーザの優先したい嗜好やオブジェクト関係、すなわち優先ポリシーをユーザが設定するものであり、ユーザがそれらを設定するためのインタフェースを有している。

優先ポリシー設定部６００は、ユーザの設定した優先ポリシーをパケット送信部５０３を介して送信装置へ送信する。この優先ポリシーの送信装置への要求は、コンテンツの受信開始前に行うのが好ましい。その他の動作については、実施の形態１と同一である。

以上のように、本実施の形態における送信装置と受信装置とによれば、ユーザの嗜好に合わせたオブジェクトデータが送信装置から受信でき、たとえ受信装置の受信帯域に変化が生じても、常に、送信装置からはその受信帯域で受信可能な、最もユーザの嗜好にあったオブジェクトデータを受信することが可能になる。

本発明は、階層符号化データ通信を行う送信装置、受信装置等に有用であり、ＴＦＲＣを用いた送信レート制御をするのに適している。

本発明の実施の形態１における通信システムの構成を示す図 本発明の実施の形態１における送信装置の通信制御部の構成を示す図 本発明の実施の形態１における受信装置の通信制御部の構成を示す図 本発明の実施の形態１における階層符号化データと受信装置へ配信する階層符号化データの組み合わせを示した図 本発明の実施の形態１における送信装置の動作を説明するフロー図 本発明の実施の形態１における受信装置の動作を説明するフロー図 本発明の実施の形態１における受信装置の行う応答情報を送信する状態を示す図 本発明の実施の形態２における通信システムの構成を示す図 従来のＸＣＡＳＴのパケットのフォーマットを示す図 従来の受信装置の行う応答情報を送信する状態を示す図

符号の説明

１０ 送信装置
２０ 受信装置
３０ 外部ネットワーク
１００ 通信制御部
１０１ レート制御部
１０２ パケット受信部
１０３ パケット送信部
２００ 優先ポリシー管理部
３００乃至３０２ オブジェクト符号化部
４００乃至４０２ メディア
５００ 通信制御部
６００ 優先ポリシー設定部
６０１ 受信状態管理部
６０２ パケット受信部
６０３ パケット送信部
６０４ 応答タイミング検出部
７００乃至７０２ オブジェクト復号化部
８００ シーン合成部
９００ 再生装置
１０１１ 受信者帯域推定部
１０１２ フロー組合せ決定部
１０１３ レート候補記録部
１０１４ 階層化配送設定部
６０１１ 通信遅延計測部
６０１２ パケット損失算出部
６０１３ 受信帯域算出部
６０１４ 受信状態記録部
６０１５ 集約応答情報生成部

Claims (16)

1. １以上の階層に階層符号化され、送信装置から各階層で異なるパケットを用いて送信された階層符号化データを受信するパケット受信部と、
   前記パケットの受信状況に基づいて、前記１以上の階層の各階層についての通信品質を検出する算出部と、
   全階層分の通信品質を１つの応答情報に集約する集約応答情報生成部と、
   前記応答情報を前記送信装置へ送信するパケット送信部と、
   を有する通信装置。
2. １以上の階層に階層符号化され、送信装置から各階層で異なるパケットを用いて送信された階層符号化データを受信するパケット受信部と、
   受信した前記パケットのシーケンス番号に基づいてパケット損を検出する検出部と、
   全階層で１つのインターバル期間に発生した全階層分のパケット損を１つのＮＡＣＫ情報に集約する集約応答情報生成部と、
   前記ＮＡＣＫ情報を前記送信装置へ送信するパケット送信部と、
   を有する通信装置。
3. １以上の階層に階層符号化され、送信装置から各階層で異なるパケットを用いて送信された階層符号化データをストリーミングする受信装置であって、
   前記階層符号化データパケットを受信するパケット受信部と、
   受信したパケットの欠落あるいは異常を階層毎に検出し、パケット損失率を算出するパケット損失算出部と、
   階層毎に受信したパケットをカウントし受信帯域を算出する受信帯域算出部と、
   前記パケット損失算出部が算出したパケット損失率と、前記受信帯域算出部が算出した受信帯域とを含む受信状態情報を記録する受信状態記録部と、
   前記受信状態記録部に記録された全階層の受信状態情報を、一つの応答情報に集約する集約応答情報生成部と、
   前記集約応答情報生成部の生成した応答情報を前記送信装置へ送信するパケット送信部とを有する受信装置。
4. 前記集約応答情報生成部は、所定時間毎、所定のデータフロー数毎、あるいは、所定のデータ量毎に、全階層のパケット損失率の平均値を算出し、かつ前回の集約から現時点までの全階層の受信データ量を合算したものを、集約した受信状態情報とする
   請求項３に記載の受信装置。
5. 前記集約応答情報生成部が、前記階層毎に重み付けして、前記パケット損失率の平均値を算出する請求項４に記載の受信装置。
6. 前記階層の基本レイヤにパケット欠落あるいは異常がある場合、前記集約応答情報生成部が、前記基本レイヤのパケット損失率を集約した受信状態情報に含め、基本レイヤにパケット欠落あるいは異常がない場合、基本レイヤ以外の階層に重み付けして集約した受信状態情報を算出する請求項５に記載の受信装置。
7. 受信した各階層のパケットに記載されたパケット往復所要時間を階層毎に前記受信状態記録部に記録する通信遅延計測部と、
   前回の前記応答情報の送信から前回設定した所定時間を経過したとき、前記受信状態記録部に記録された前記パケット往復所要時間を平均し、求めた値を前記所定期間として更新する応答タイミング検出部と
   をさらに有する請求項４に記載の受信装置。
8. 前記送信装置からの階層符号化データのデータフローを受信する階層の組合せポリシーを指定する優先ポリシー設定部をさらに有し、
   前記パケット送信部が前記ポリシーを送信装置へ送信する請求項４に記載の受信装置。
9. 前記集約応答情報生成部が設定する前記重み付けは、前記受信状態記録部に記録された受信帯域の逆数に基づいて決定する請求項５に記載の受信装置。
10. コンテンツデータを１以上の階層に階層符号化するオブジェクト符号化部と、
    符号化されたデータを各階層で異なるパケットを用いて送信し、前記１以上の階層の各階層の重み付けを送信するパケット送信部と、
    当該パケットを受信した受信装置が前記重み付けを利用して生成した、全階層分の通信品質が１つの応答情報に集約された応答情報を受信するパケット受信部と、
    前記応答情報に記載された、パケット損失情報と、受信帯域情報と、自己と前記受信装置との間のパケット往復所要時間とに基づいて前記受信装置の受信可能な帯域に適した送信レートを推定する受信者帯域推定部と、
    前記推定された送信レートに対応した階層符号化データのデータフローの組合せを決定するフロー組合せ決定部と、
    前記データフロー毎に配送する前記受信装置をグループ化し、該当する受信装置の識別情報を宛先リストに設定する階層化配送設定部と
    を有する送信装置。
11. 前記受信者帯域推定部が、ＴＦＲＣ（ＴＣＰ Ｆｒｉｅｎｄｌｙ Ｒａｔｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）に準じて前記送信レートを推定する請求項１０に記載の送信装置。
12. すべての前記データフローを組合せたときの送信レートを記録したレート候補記録部をさらに有し、
    前記フロー組合せ決定部が、前記受信装置の推定した前記送信レートで空き帯域が最小となる送信レートを前記レート候補記録部の中から選択する請求項１０に記載の送信装置。
13. 前記受信装置から要求されたデータフローの組合せの優先ポリシーにしたがってデータフローを組み合わせた送信レートを前記レート候補記録部に記録する優先ポリシー管理部をさらに有する請求項１２に記載の送信装置。
14. １以上の階層に階層符号化され階層符号化されたデータのパケットを、送信装置が各階層で異なるパケットを用いて送信するステップと、
    受信装置が前記パケットを受信し、パケットの欠落あるいは異常を階層毎に検出し、パケット損失率を算出し、記録するステップと、
    受信装置が、階層毎に受信したパケットをカウントし受信帯域を算出し、記録するステップと、
    受信装置が、記録された全階層のパケット損失率と受信帯域とを含む受信状態情報を、一つの応答情報に集約するステップと、
    受信装置が、前記集約した応答情報を送信装置へ送信するステップと、
    送信装置が、前記応答情報を受信し、当該応答情報に記載された、パケット損失情報と受信帯域情報と、自己と前記受信装置との間のパケット往復所要時間とに基づいて前記受信装置の受信可能な帯域に適した送信レートを推定するステップと、
    前記推定された送信レートに対応した階層符号化データのデータフローの組合せを決定するステップとを有する通信方法。
15. 前記応答情報の集約は、所定時間毎、所定のデータフロー数毎、あるいは、所定のデータ量毎に行われ、全階層のパケット損失率の平均値と、前回の集約から現時点までの全階層の受信データ量を合算値とを算出する処理である請求項１４に記載の通信方法。
16. 前記受信装置が、前記データフローの組合せを決定する優先ポリシーを送信装置へ送信するステップと、
    前記送信装置が、前記優先ポリシーを受信し、当該優先ポリシーにしたがって、前記データフローの組合せを決定する請求項１５に記載の通信方法。

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