WO2025126900A1 - Transmission monitoring device and transmission device - Google Patents
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Definitions
- wireless communication is easily affected by the surrounding environment. For example, if an object is present in the transmission path, the object may block the radio waves and make wireless communication impossible. Wireless communication is also easily affected by external noise.
- TCP Transmission Control Protocol
- RTP Real-time Transport Protocol
- TCP exchanges control information between the sender and receiver, and can utilize functions such as "acknowledgement” to check whether a transmitted packet has arrived at the receiver, "resend control” where the receiver detects a missing or damaged packet during transmission and requests the sender to resend it, and "sequence control” where a sequence number is assigned to packets when they are sent, and packets are rearranged in the original order even if the order of arrival of the packets is changed at the receiver. Therefore, transmission by TCP is more reliable than RTP, which will be explained later. On the other hand, it has the disadvantage that it is difficult to obtain immediacy and high speed because the transmission control is complicated.
- RTP Real-time transmission
- the functions of "acknowledgement,”"retransmissioncontrol,” and “sequence control” are omitted, so packet loss may occur.
- block noise may appear over a wide area on the screen, or the entire screen may turn gray.
- the present invention aims to provide a device that can detect the reception status on the sending side when transmitting video data using RTP.
- the sending side can detect the reception status of image data by comparing the image data received by the receiving side with the image data sent from the sending side, and thus completed the present invention.
- a first transmission monitoring device is a transmission monitoring device for determining degradation of a received compressed image received by a receiving device in a communication system in which a transmitted compressed image transmitted by a transmitting device is received by a receiving device, and includes a transmitted compressed image storage unit for storing the transmitted compressed image transmitted by the transmitting device, a compressed image comparison unit for comparing the received compressed image received by the receiving device with the transmitted compressed image stored in the transmitted compressed image storage unit, and an instruction creation unit for creating an instruction for the transmitting device based on a comparison result of the compressed image comparison unit.
- the instruction creation unit of the first transmission monitoring device may compare the actual data transfer volume with an upper limit calculated from the network bandwidth, and when the actual data transfer volume exceeds the upper limit calculated from the network bandwidth, create an instruction to reduce the data transfer volume.
- the instruction creation unit of the first transmission monitoring device may check the surrounding wireless usage status and create an instruction to change the bandwidth used for wireless transmission to an available bandwidth.
- the instruction creation unit of the first transmission monitoring device may create an instruction to shorten the interval between transmitted I-frames if the comparison result of the compressed image comparison unit does not improve even when the bandwidth used for wireless transmission is changed to an available bandwidth.
- the instruction creation unit of the first transmission monitoring device may create countermeasures to move the location of the wireless communication device used for wireless transmission or change the method of wireless transmission if the comparison result of the compressed image comparison unit does not improve even if the interval between transmitted I frames (eye frames) is shortened.
- a first transmitting device includes a transmitted compressed image storage unit that stores a transmitted compressed image transmitted by the transmitting device, a compressed image comparison unit that compares a received compressed image received by a receiving device with the transmitted compressed image stored in the transmitted compressed image storage unit, and an instruction creation unit that creates an instruction to improve degradation of the received compressed image based on a comparison result by the compressed image comparison unit.
- the transmission compressed image storage unit of the first transmission device may store the transmission compressed image once every n frames (n is any natural number) for the transmission compressed image transmitted by the transmission device.
- the instruction creation unit of the first transmitting device may compare the actual data transfer amount with an upper limit calculated from the network bandwidth, and when the actual data transfer amount exceeds the upper limit calculated from the network bandwidth, create an instruction to reduce the data transfer amount.
- the instruction creation unit of the first transmitting device may check the surrounding wireless usage status and create an instruction to change the band used for wireless transmission to an available band.
- the instruction creation unit of the first transmitting device may create an instruction to shorten the interval between I frames (I frames) to be transmitted if the comparison result of the compressed image comparison unit does not improve even if the band used for wireless transmission is changed to an available band.
- the instruction creation unit of the first transmitting device may create countermeasures to move the location of the wireless communication device used for wireless transmission or change the method of wireless transmission if the comparison result of the compressed image comparison unit does not improve even if the interval between I frames (eye frames) to be transmitted is shortened.
- the sending side can grasp the reception status of image data.
- FIG. 1 is a diagram showing a communication system according to a first embodiment of the present invention
- 1 is a diagram illustrating a hardware configuration of a transmission device according to a first embodiment of the present invention.
- 1 is a diagram showing a hardware configuration of a receiving device according to a first embodiment of the present invention
- 1 is a diagram illustrating a hardware configuration of a transmission monitoring device according to a first embodiment of the present invention.
- 1 is a functional block diagram of a transmission monitoring device according to a first embodiment of the present invention
- FIG. 2 is a diagram showing a communication sequence in the first embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a diagram illustrating a hardware configuration of a transmission device according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a functional block diagram of a transmission device according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a diagram showing a communication system 1000 according to the first embodiment.
- the transmitting device 1001 is equipped with an imaging unit, and converts video data captured by the imaging unit into digital data, encodes and packets it for transmission.
- the section between wireless communication device A and wireless communication device B is transmitted wirelessly.
- the video data received by wireless communication device B is transmitted via the Internet 1005 and received by the receiving device 1006.
- the video is decoded and digital-to-analog converted, and the reproduced video is displayed on the display unit of the receiving device 1006.
- compressed image data received by the receiving device 1006 is sent back to the transmitting device 1001 at a rate of about one frame per several tens of frames.
- “one frame per several tens of frames” is just an example, and the rate may be "one frame per any natural number of frames.”
- the compressed image sent back by the receiving device 1006 is referred to as the "received compressed image.”
- the transmission monitoring device 1002 compares the sent back received compressed image data with the transmitted compressed image data corresponding to the sent back received compressed image data.
- transmitted compressed image data corresponding to the sent back received compressed image data means “transmitted compressed image data having the same timestamp as the timestamp of the sent back received compressed image data.” Also, the transmitted compressed image corresponding to the sent back received compressed image data is referred to as the "transmitted compressed image.”
- the transmitting device 1001 stores the compressed images to be transmitted in advance in the transmission monitoring device 1002 at a rate of about one image per several tens of frames.
- the transmission monitoring device 1002 determines measures to reduce the degradation of the received compressed image, and notifies the transmitting device 1001 of the determined measures. Alternatively, measures for reducing degradation of the received compressed image are output to an output section of the transmission monitoring device 1002 .
- FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration of the transmitting device 1001 according to the first embodiment of the present invention.
- the transmitting device 1001 includes an imaging unit 201 , a CPU 202 , a RAM 203 , a ROM 204 , an encoding unit 205 , a communication unit 206 , and a bus 208 .
- the imaging unit 201 converts incident light into an electrical signal and outputs frame data (image data).
- the image capturing unit 201 includes a lens, a photoelectric conversion element that converts light that has passed through the lens into an electrical signal, and the like.
- the CPU 202 performs calculations and controls the overall operation of the transmission device 1001.
- the CPU 202 executes application programs, an operating system (OS), control programs, etc., and temporarily stores in the RAM 203 information, files, etc. required for executing the programs.
- OS operating system
- a RAM (Random Access Memory) 203 is a random access memory used as a work area for calculations or a buffer.
- a ROM (Read Only Memory) 204 is a read-only memory that stores basic programs, basic data, and the like.
- the encoding unit 205 performs a predetermined encoding process on the image data converted into an electrical signal by the imaging unit 201. When performing the encoding process, the encoding unit 205 also performs a process of compressing the image.
- the encoding unit 205 may be implemented by a GPU (Graphics Processing Unit).
- Data transmission between the transmitting device 1001 and the receiving device 1006 involves communication of encoded image data.
- the communication unit 206 is for transmitting and receiving frame data to and from an external device.
- the bus 208 is a bus for transmitting and receiving data between each of the blocks 201 to 206 .
- FIG. 3 is a diagram showing a hardware configuration of the receiving device 1006 according to the first embodiment of the present invention.
- the receiving device 1006 includes a CPU 301 , a RAM 302 , an OM 303 , a decoding unit 304 , a communication unit 305 , a display unit 306 , and a bus 307 .
- the CPU 301 performs calculations and controls the overall operation of the receiving device 1006.
- the CPU 301 executes application programs, an operating system (OS), control programs, etc., and temporarily stores in a RAM 302 information, files, etc. required for executing the programs.
- OS operating system
- the RAM 302 is a random access memory used as a work area for calculations and as a buffer.
- the ROM 303 is a read-only memory that stores basic programs, basic data, and the like.
- the decoding unit 304 performs a process of decoding the received encoded data.
- the communication unit 305 communicates with the outside world. Image data is received via the communication unit 305.
- the display unit 306 displays received video and the like.
- the bus 307 is a bus for transmitting and receiving data between each of the blocks 301 to 306 .
- FIG. 4 is a diagram showing a hardware configuration of the transmission monitoring device 1002 according to the first embodiment of the present invention.
- a CPU 401 executes processes for implementing various functions of the transmission monitoring device 1002 in accordance with a program stored in a ROM 402 or a program loaded into a RAM 403 .
- the RAM 403 also stores data necessary for the CPU 401 to execute various processes as appropriate.
- the CPU 401, the ROM 402, and the RAM 403 are connected to one another via a bus 408.
- an input/output interface 409 is also connected to this bus 408.
- the input/output interface 409 is connected to an input unit 404 , an output unit 405 , a storage unit 406 , and a communication unit 407 .
- the input unit 404 is composed of keys, buttons, a touch panel, etc.
- the output unit 405 is composed of a display, a speaker, etc.
- the storage unit 406 is composed of a hard disk, etc.
- the communication unit 407 is composed of a communication module that performs wired communication, etc.
- FIG. 5 is a functional block diagram of the transmission monitoring device 1002 according to the first embodiment of the present invention.
- the CPU 401 of the transmission monitoring device 1002 executes an operating program stored in the ROM 402 to realize the functions of a transmitted compressed image storage unit 501, a compressed image comparison unit 502, a bandwidth usage status detection unit 503, and an instruction creation unit 504 shown in FIG. 5.
- the transmission compressed image storage unit 501 stores the transmission compressed image transmitted by the transmission device 1001 at a rate of one frame per n frames (n is any natural number).
- the compressed image comparison unit 502 compares the transmitted compressed image stored in the transmitted compressed image storage unit 501 with the received compressed image that corresponds to the transmitted compressed image and that has been sent back from the receiving device 1006 .
- To compare the images we use Open CV to calculate histograms for the transmitted and received compressed images, and then calculate the ratio of the two histograms. If the ratio is "1", the image quality of the transmitted and received compressed images is equivalent. If the ratio is close to "1", it is determined that the image quality is not significantly different. Moreover, if the calculated ratio is equal to or less than a predetermined threshold value (for example, 0.8), it is determined that there is a significant deterioration in image quality.
- the band usage status detection unit 503 detects the usage status of a plurality of bands. As an example of the configuration of the band usage status detection unit 503, a receiving function with a variable receiving frequency is prepared, and the receiving frequency is sequentially changed to check whether or not radio waves of each band are present.
- the instruction generating unit 504 generates an instruction to the transmitting device 1001 based on the comparison result in the compressed image comparing unit 502 . If the comparison result in the compressed image comparison unit 502 indicates a significant deterioration in image quality, the instruction creation unit 504 calculates an upper limit of the data transfer amount from the bandwidth of the network through which the video is transmitted, and then compares the actual data transfer amount with the calculated upper limit. If the actual data transfer amount exceeds the calculated upper limit, the instruction creation unit 504 creates an instruction to reduce the data transfer amount and transmits it to the transmitting device 1001.
- the instruction creation unit 504 checks the surrounding wireless usage status based on the detection result of the bandwidth usage status detection unit 503, and creates and transmits an instruction to the transmission device 1001 to change to an available bandwidth.
- the instruction creation unit 504 creates and transmits an instruction to the transmission device 1001 to shorten the interval between I-frames (eye frames) to be transmitted.
- I-frame eye frame
- an I-frame is a frame that holds all the information of the frame in question when video is compressed using inter-frame prediction.
- FIG. 6 is a diagram showing a communication sequence in the first embodiment of the present invention.
- the receiving device 1006 sets various parameters for compression and transmission. Specific examples of the various parameters include the resolution of the image to be displayed, the interval at which I frames are inserted, and the transmission bit rate value.
- step S 102 the receiving device 1006 transmits the various parameters that have been set to the transmitting device 1001 .
- step S103 the transmitting device 1001 sets the received various parameters in the transmitting device.
- step S 104 the transmitting device 1001 creates transmission data based on the video captured by the imaging unit 201 .
- step S105 the transmitting device 1001 transmits the created transmission data.
- step S 106 the transmitting device 1001 transmits the compressed image to the transmission monitoring device 1002 .
- step S 107 the transmission monitoring device 1002 stores the transmitted compressed image in the transmitted compressed image storage unit 501 .
- step S108 the receiving device 1006 displays the transmitted video on the display unit 306 and also stores the received compressed image.
- step S 109 the receiving device 1006 transmits the stored received compressed image to the transmitting device 1001 .
- step S 110 the transmitting device 1001 transfers the received compressed image to the transmission monitoring device 1002 .
- step S111 the compressed image comparison unit 502 of the transmission monitoring device 1002 compares the received compressed image with the transmitted compressed image, and the instruction creation unit 504 of the transmission monitoring device 1002 creates an instruction based on the comparison result.
- step S 112 the transmission monitoring device 1002 transmits the generated instruction to the transmitting device 1001 .
- information regarding the instruction executed by the transmitting device 1001 may be transmitted from the transmitting device 1001 to the transmission monitoring device 1002.
- the transmission monitoring device 1002 has been described as a device separate from the transmitting device 1001, but the function of the transmission monitoring device 1002 may be incorporated into the transmitting device 1001.
- a transmitting device incorporating the function of this transmission monitoring device will be described as a second embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a diagram showing a hardware configuration of a transmission device 1001A according to the second embodiment of the present invention. 7 are the same as the image capture unit 201, CPU 202, RAM 203, ROM 204, encoding unit 205, communication unit 206, and bus 207 in Fig. 2, respectively, and therefore will not be described.
- the output unit 707 is composed of a display, a speaker, and the like.
- FIG. 8 is a functional block diagram of a transmission device 1001A according to the second embodiment of the present invention.
- the CPU 702 of the transmitting device 1001A in Figure 7 executes an operating program stored in the ROM 704, thereby realizing the functions of a transmitted compressed image storage unit 801, a compressed image comparison unit 802, a bandwidth usage status detection unit 803, an instruction creation unit 804, and an instruction sending unit 805 shown in Figure 8.
- the transmission compressed image storage unit 801, compressed image comparison unit 802, and bandwidth usage status detection unit 803 in FIG. 8 are similar to the transmission compressed image storage unit 501, compressed image comparison unit 502, and bandwidth usage status detection unit 503 in FIG. 5, so their description will be omitted.
- the instruction generating unit 804 generates an instruction for improving the degradation of the received compressed image based on the comparison result in the compressed image comparing unit 802 .
- the instruction sending unit 805 sends the instruction generated by the instruction generating unit 804 to appropriate units such as the encoding unit 705 and wireless communication device A 1003 .
- the instruction creation unit 804 calculates an upper limit for the amount of data transfer from the bandwidth of the network over which the video is transmitted. It then compares the actual amount of data transfer with the calculated upper limit, and if the actual amount of data transfer exceeds the calculated upper limit, creates an instruction to reduce the amount of data transfer.
- the instruction sending unit 805 sends the created instruction to the encoding unit 705.
- the instruction creation unit 804 checks the surrounding wireless usage status based on the detection result of the bandwidth usage status detection unit 803, and creates an instruction to change to an available bandwidth.
- the instruction sending unit 805 sends the created instruction to the wireless communication device A 1003.
- the instruction creation unit 804 creates an instruction to shorten the interval between I frames (eye frames) to be transmitted.
- the instruction sending unit 805 then sends the created instruction to the encoding unit 705.
- the instruction creation unit 804 creates countermeasures such as moving the location of the wireless communication device A 1003 or changing the wireless method.
- the instruction sending unit 805 displays the created instructions on the display of the output unit 707.
- the transmission monitoring device or the transmitting device on the transmitting side can grasp the reception state at the receiving device. Furthermore, if it is found that the receiving condition at the receiving device is poor, various measures can be taken at the transmitting side.
- Imaging unit 202 CPU 203 RAM 204 ROM 205 Encoding unit 206 Communication unit 207 Bus 301 CPU 302 RAM 303 ROM 304 Decoding unit 305 Communication unit 306 Display unit 307 Bus 401 CPU 402 ROM 403 RAM 404 Input unit 405 Output unit 406 Storage unit 407 Communication unit 408 Bus 409 Input/output interface 501 Transmission compressed image storage unit 502 Compressed image comparison unit 503 Bandwidth usage status detection unit 504 Instruction creation unit 701 Imaging unit 702 CPU 703 RAM 704 ROM 705 Encoding unit 706 Communication unit 707 Output unit 708 Bus 801 Transmission compressed image storage unit 802 Compressed image comparison unit 803 Bandwidth usage status detection unit 804 Instruction creation unit 805 Instruction transmission unit 1001 Transmission device of the first embodiment 1001A Transmission device of the second embodiment 1002 Transmission monitoring device 1003 Wireless communication device A 1004 Wireless communication device B 1005 Internet 1006 Receiving device
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Abstract
Description
本発明は、映像データの無線伝送に関する。 The present invention relates to wireless transmission of video data.
近年、無線通信を介して、映像データを伝送することが多くなってきている。
無線通信は、有線通信と異なり、周りの環境の影響を受けやすい。例えば、伝送路に物体が存在すると、その物体により電波が遮られて無線通信ができなくなることがある。また、外部からの雑音の影響を受けやすい。
In recent years, video data has become increasingly common to be transmitted via wireless communication.
Unlike wired communication, wireless communication is easily affected by the surrounding environment. For example, if an object is present in the transmission path, the object may block the radio waves and make wireless communication impossible. Wireless communication is also easily affected by external noise.
無線通信を介して、映像データを伝送する場合には、まず、映像データから、1秒当たり数十枚の画像を作成する。そして、1枚の画像データ(この「1枚の画像データ」を「1フレーム」という。)をデジタルデータ化し、その後、パケットと呼ばれる小さな単位に分割して伝送している。送信側から送信したパケットが、何らかの理由により、受信側で受信できなかった場合、「パケットロスが発生した。」といわれる。「パケットロス」は、省略されて「パケロス」といわれることもある。 When transmitting video data via wireless communication, first several dozen images are created from the video data per second. Then, one image data piece (this one image data piece is called one frame) is digitized and then divided into small units called packets for transmission. If, for some reason, the receiving side is unable to receive a packet sent from the sending side, it is said that "a packet loss has occurred." "Packet loss" is sometimes abbreviated to "packer loss."
パケットを伝送するプロトコルとして、TCP(Transmission Control Protocol)とRTP(Real-time Transport Protocol)がある。
TCPは、送信側及び受信側の間で制御情報をやり取りすることにより、送信したパケットが受信側に到着したか否かを確かめる「確認応答」、受信側が伝送途中でパケットの欠落や破損を検知して送信側に再送を要求する「再送制御」、送信時にパケットに通し番号を割り当てて、受信側でパケットの到着順が入れ替わっても、パケットを本来の順序に並べ直す「順序制御」などの機能を利用することができる。したがって、TCPによる伝送は、後で説明するRTPと比較して、信頼性が高い。その反面、伝送制御が複雑であるので、即時性や高速性は得られにくいという欠点がある。
Protocols for transmitting packets include the Transmission Control Protocol (TCP) and the Real-time Transport Protocol (RTP).
TCP exchanges control information between the sender and receiver, and can utilize functions such as "acknowledgement" to check whether a transmitted packet has arrived at the receiver, "resend control" where the receiver detects a missing or damaged packet during transmission and requests the sender to resend it, and "sequence control" where a sequence number is assigned to packets when they are sent, and packets are rearranged in the original order even if the order of arrival of the packets is changed at the receiver. Therefore, transmission by TCP is more reliable than RTP, which will be explained later. On the other hand, it has the disadvantage that it is difficult to obtain immediacy and high speed because the transmission control is complicated.
RTPは、上述の「確認応答」、「再送制御」、及び「順序制御」の機能を省略しているので、高速に伝送することができる。なお、RTPでは、ヘッダに送信時刻(タイムスタンプ)の項目が用意されているので、受信側ではタイムスタンプを見て、複数のパケットを時系列に並べることが可能である。 RTP omits the above-mentioned "acknowledgement," "retransmission control," and "sequence control" functions, allowing for high-speed transmission. RTP also provides a field in the header for the transmission time (timestamp), making it possible for the receiving side to arrange multiple packets in chronological order by looking at the timestamp.
監視カメラシステムの映像やライブ映像などを送信する場合、リアルタイムな伝送が要求されるので、RTPを採用することが多い。
しかしながら、RTPの場合、上述のように、「確認応答」、「再送制御」、及び「順序制御」の機能を省略しているので、パケットロスが発生することがある。映像データの場合に、パケットロスが発生すると、画面に広範囲にブロックノイズが発生したり、画面全体が灰色になってしまうという現象が発生する。
When transmitting images from a surveillance camera system or live images, real-time transmission is required, so RTP is often adopted.
However, in the case of RTP, as described above, the functions of "acknowledgement,""retransmissioncontrol," and "sequence control" are omitted, so packet loss may occur. In the case of video data, when packet loss occurs, block noise may appear over a wide area on the screen, or the entire screen may turn gray.
特に、受信側でこのような現象が発生しているにも関わらず、送信側で、受信側での状態に気付いていないと、悪い伝送状態が継続し、問題となる。 In particular, if such a phenomenon occurs on the receiving side but the sending side is unaware of the condition on the receiving side, the poor transmission condition will continue and become a problem.
RTPにより映像データを伝送している場合に、パケットロスが発生して、受信側において、画面に広範囲にブロックノイズが発生したり、画面全体が灰色になってしまうという現象が発生していても、送信側では、受信側における受信状態を検知できない。 When transmitting video data via RTP, packet loss can occur, causing widespread block noise on the screen or the entire screen turning gray on the receiving side, but the sending side cannot detect the reception status on the receiving side.
本発明は、RTPを採用した映像データの伝送において、受信状態を送信側で検知できる装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a device that can detect the reception status on the sending side when transmitting video data using RTP.
本発明者らは、送信側において、受信側で受信した画像データを、送信側から送信した画像データと比較することにより、送信側において、画像データの受信状態を検知することを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors discovered that the sending side can detect the reception status of image data by comparing the image data received by the receiving side with the image data sent from the sending side, and thus completed the present invention.
(1) 本発明に係る第1の伝送監視装置は、送信装置が送信した送信圧縮画像を受信装置が受信する通信システムにおいて、受信装置が受信した受信圧縮画像の劣化を判定する伝送監視装置であって、前記送信装置が送信した送信圧縮画像を保存する送信圧縮画像保存部と、前記受信装置が受信した受信圧縮画像を、前記送信圧縮画像保存部に保存されている送信圧縮画像と比較する圧縮画像比較部と、前記圧縮画像比較部の比較結果に基づいて、前記送信装置への指示を作成する指示作成部とを備える。 (1) A first transmission monitoring device according to the present invention is a transmission monitoring device for determining degradation of a received compressed image received by a receiving device in a communication system in which a transmitted compressed image transmitted by a transmitting device is received by a receiving device, and includes a transmitted compressed image storage unit for storing the transmitted compressed image transmitted by the transmitting device, a compressed image comparison unit for comparing the received compressed image received by the receiving device with the transmitted compressed image stored in the transmitted compressed image storage unit, and an instruction creation unit for creating an instruction for the transmitting device based on a comparison result of the compressed image comparison unit.
(2) 前記第1の伝送監視装置の前記送信圧縮画像保存部は、前記送信装置が送信する送信圧縮画像について、n(nは任意の自然数)フレームに1回の割合で送信圧縮画像を保存してもよい。 (2) The transmission compressed image storage unit of the first transmission monitoring device may store the transmission compressed image transmitted by the transmission device at a rate of once every n frames (n is any natural number).
(3) 前記第1の伝送監視装置の前記指示作成部は、前記圧縮画像比較部の比較結果が画質劣化を示している場合には、実際のデータ転送量をネットワークの帯域幅から算出される上限と比較し、実際のデータ転送量がネットワークの帯域幅から算出される上限を超えている場合は、データ転送量を下げる指示を作成してもよい。 (3) When the comparison result of the compressed image comparison unit indicates degradation of image quality, the instruction creation unit of the first transmission monitoring device may compare the actual data transfer volume with an upper limit calculated from the network bandwidth, and when the actual data transfer volume exceeds the upper limit calculated from the network bandwidth, create an instruction to reduce the data transfer volume.
(4) 前記第1の伝送監視装置の前記指示作成部は、データ転送量を下げても前記圧縮画像比較部の比較結果が改善されない場合には、周囲の無線の使用状況を調べて、無線伝送に使用する帯域を空いている帯域へ変更する指示を作成してもよい。 (4) If the comparison result of the compressed image comparison unit does not improve even when the data transfer rate is reduced, the instruction creation unit of the first transmission monitoring device may check the surrounding wireless usage status and create an instruction to change the bandwidth used for wireless transmission to an available bandwidth.
(5) 前記第1の伝送監視装置の前記指示作成部は、無線伝送に使用する帯域を空いている帯域へ変更しても、前記圧縮画像比較部の比較結果が改善されない場合には、送信するIフレーム(アイフレーム)の間隔を短くする指示を作成してもよい。 (5) The instruction creation unit of the first transmission monitoring device may create an instruction to shorten the interval between transmitted I-frames if the comparison result of the compressed image comparison unit does not improve even when the bandwidth used for wireless transmission is changed to an available bandwidth.
(6) 前記第1の伝送監視装置の前記指示作成部は、送信するIフレーム(アイフレーム)の間隔を短くしても前記圧縮画像比較部の比較結果が改善されない場合には、無線伝送に使用する無線通信装置の場所を移動させる、又は無線伝送の方式を変更する対策内容を作成してもよい。 (6) The instruction creation unit of the first transmission monitoring device may create countermeasures to move the location of the wireless communication device used for wireless transmission or change the method of wireless transmission if the comparison result of the compressed image comparison unit does not improve even if the interval between transmitted I frames (eye frames) is shortened.
(7) 本発明に係る第1の送信装置は、前記送信装置が送信した送信圧縮画像を保存する送信圧縮画像保存部と、受信装置が受信した受信圧縮画像を、前記送信圧縮画像保存部に保存されている送信圧縮画像と比較する圧縮画像比較部と、前記圧縮画像比較部の比較結果に基づいて、前記受信圧縮画像の劣化を改善するための指示を作成する指示作成部とを備える。 (7) A first transmitting device according to the present invention includes a transmitted compressed image storage unit that stores a transmitted compressed image transmitted by the transmitting device, a compressed image comparison unit that compares a received compressed image received by a receiving device with the transmitted compressed image stored in the transmitted compressed image storage unit, and an instruction creation unit that creates an instruction to improve degradation of the received compressed image based on a comparison result by the compressed image comparison unit.
(8) 前記第1の送信装置の前記送信圧縮画像保存部は、前記送信装置が送信する送信圧縮画像について、n(nは任意の自然数)フレームに1回の割合で送信圧縮画像を保存してもよい。 (8) The transmission compressed image storage unit of the first transmission device may store the transmission compressed image once every n frames (n is any natural number) for the transmission compressed image transmitted by the transmission device.
(9) 前記第1の送信装置の前記指示作成部は、前記圧縮画像比較部の比較結果が画質劣化を示している場合には、実際のデータ転送量をネットワークの帯域幅から算出される上限と比較し、実際のデータ転送量がネットワークの帯域幅から算出される上限を超えている場合は、データ転送量を下げる指示を作成してもよい。 (9) When the comparison result of the compressed image comparison unit indicates degradation of image quality, the instruction creation unit of the first transmitting device may compare the actual data transfer amount with an upper limit calculated from the network bandwidth, and when the actual data transfer amount exceeds the upper limit calculated from the network bandwidth, create an instruction to reduce the data transfer amount.
(10) 前記第1の送信装置の前記指示作成部は、データ転送量を下げても前記圧縮画像比較部の比較結果が改善されない場合には、周囲の無線の使用状況を調べて、無線伝送に使用する帯域を空いている帯域へ変更する指示を作成してもよい。 (10) If the comparison result of the compressed image comparison unit does not improve even when the data transfer rate is reduced, the instruction creation unit of the first transmitting device may check the surrounding wireless usage status and create an instruction to change the band used for wireless transmission to an available band.
(11) 前記第1の送信装置の前記指示作成部は、無線伝送に使用する帯域を空いている帯域へ変更しても、前記圧縮画像比較部の比較結果が改善されない場合には、送信するIフレーム(アイフレーム)の間隔を短くする指示を作成してもよい。 (11) The instruction creation unit of the first transmitting device may create an instruction to shorten the interval between I frames (I frames) to be transmitted if the comparison result of the compressed image comparison unit does not improve even if the band used for wireless transmission is changed to an available band.
(12) 前記第1の送信装置の前記指示作成部は、送信するIフレーム(アイフレーム)の間隔を短くしても前記圧縮画像比較部の比較結果が改善されない場合には、無線伝送に使用する無線通信装置の場所を移動させる、又は無線伝送の方式を変更する対策内容を作成してもよい。 (12) The instruction creation unit of the first transmitting device may create countermeasures to move the location of the wireless communication device used for wireless transmission or change the method of wireless transmission if the comparison result of the compressed image comparison unit does not improve even if the interval between I frames (eye frames) to be transmitted is shortened.
本発明によれば、送信側において、画像データの受信状態を把握することができる。 According to the present invention, the sending side can grasp the reception status of image data.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図面とともに説明する。
図1は、第1実施形態に係る通信システム1000を示す図である。
送信装置1001は撮像部を備えており、その撮像部で撮影した映像データをデジタルデータ化し、符号化及びパケット化して送信する。無線通信装置Aと無線通信装置Bとの間の区間は、無線で送信される。無線通信装置Bで受信された映像データは、インターネット1005を介して送信され、受信装置1006で受信される。受信装置1006では、復号化、及びデジタル/アナログ変換を経て、再生された映像が受信装置1006の表示部に表示される。
[First embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a
The transmitting
第1実施形態に係る通信システム1000では、受信装置1006で受信した圧縮画像データを、数十フレームに1枚程度の割合で、送信装置1001へ送り返す。ただし、「数十フレームに1枚」は一例であって、「任意の自然数のフレームに1枚」の割合であって構わない。ここで、受信装置1006が送り返した圧縮画像を、「受信圧縮画像」ということにする。伝送監視装置1002では、送り返された受信圧縮画像データと、その送り返された受信圧縮画像データに対応する送信された圧縮画像データとを比較する。ここで、「送り返された受信圧縮画像データに対応する送信された圧縮画像データ」とは、「送り返された受信圧縮画像データが持っているタイムスタンプと同じタイムスタンプを持ってる、送信された圧縮画像データ」という意味である。また、送り返された受信圧縮画像データに対応する送信された圧縮画像を、「送信圧縮画像」ということにする。
In the
その比較結果により、受信装置1006が受信した圧縮画像の劣化の程度を判定できる。なお、上述の比較を行うために、数十フレームに1枚程度の割合で、送信装置1001が、送信する圧縮画像を予め伝送監視装置1002に保存しておく。
The result of this comparison makes it possible to determine the degree of degradation of the compressed image received by the
伝送監視装置1002は、上述の比較結果に基づき、受信圧縮画像の劣化を低減させるための対策を決定する。そして、送信装置1001へ対して決定された対策を通知する。
又は、伝送監視装置1002が有している出力部に、受信圧縮画像の劣化を低減させるための対策を出力する。
Based on the results of the above comparison, the
Alternatively, measures for reducing degradation of the received compressed image are output to an output section of the
図2は、本発明の第1実施形態に係る送信装置1001のハードウェア構成を示す図である。
送信装置1001は、撮像部201、CPU202、RAM203、ROM204、符号化部205、通信部206、バス208を備えている。
撮像部201は、入射された光を電気信号に変換してフレームデータ(画像データ)
を取得する。撮像部201は、レンズや、レンズを通した光を電気信号に変換する光電変換素子等から構成される。
CPU202は、送信装置1001全体の動作の制御や演算を行う。CPU202は、アプリケーションプログラム、オペレーティングシステム(OS)や制御プログラム等を実行し、RAM203にプログラムの実行に必要な情報、ファイル等を一時的に格納する。
FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration of the
The
The
The
The
RAM(Random Access Memory)203は、演算のワーク領域やバッファとしての用いるためのランダムアクセスメモリである。
ROM(Read Only Memory)204は、基本プログラム、基本データ等を格納した読み込み専用メモリである。
符号化部205は、撮像部201において、電気信号に変換された画像データに対して、所定の符号化処理を行う。符号化処理を行う際に、画像を圧縮する処理も行う。符号化部205は、GPU(Graphics Processing Unit)で実装してもよい。送信装置1001と受信装置1006との間におけるデータ伝送は、符号化された画像データが通信される。
通信部206は、外部装置とフレームデータの送受信を行うためのものである。
バス208は、201~206の各ブロックの間でデータの送受信を行うためのバスである。
A RAM (Random Access Memory) 203 is a random access memory used as a work area for calculations or a buffer.
A ROM (Read Only Memory) 204 is a read-only memory that stores basic programs, basic data, and the like.
The
The
The bus 208 is a bus for transmitting and receiving data between each of the
図3は、本発明の第1実施形態に係る受信装置1006のハードウェア構成を示す図である。
受信装置1006は、CPU301、RAM302、OM303、復号部304、通信部305、表示部306、バス307を備えている。
CPU301は、受信装置1006全体の動作の制御や演算を行う。CPU301は、アプリケーションプログラム、オペレーティングシステム(OS)や制御プログラム等を実行し、RAM302にプログラムの実行に必要な情報、ファイル等を一時的に格納する。
FIG. 3 is a diagram showing a hardware configuration of the
The
The
RAM302は、演算のワーク領域やバッファとしての用いるためのランダムアクセスメモリである。
ROM303は、基本プログラム、基本データ等を格納した読み込み専用メモリである。
復号部304は、受け取った符号化データを復号する処理を行う。
通信部305は、外部との通信を行う。画像データの受信は、通信部305を介して行われる。
表示部306は、受信した動画等の表示を行う。
バス307は、301~306の各ブロックの間でデータの送受信を行うためのバスである。
The
The
The
The
The
The
図4は、本発明の第1実施形態に係る伝送監視装置1002のハードウェア構成を示す図である。
図4の伝送監視装置1002において、CPU401は、ROM402に記憶されているプログラム、又はRAM403にロードされたプログラムに従って、伝送監視装置1002が備える各種の機能を実現するための処理を実行する。
RAM403には、また、CPU401が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
CPU401、ROM402、及びRAM403は、バス408を介して、相互に接続されている。また、このバス408には、入出力インターフェース409も接続されている。
FIG. 4 is a diagram showing a hardware configuration of the
In the
The
The
入出力インターフェース409には、入力部404、出力部405、記憶部406、及び通信部407が接続されている。
入力部404は、キー、ボタン、及びタッチパネルなどで構成される。出力部405は、ディスプレイ、スピーカなどで構成される。記憶部406は、ハードディスクなどで構成される。通信部407は、有線通信を行う通信モジュールなどで構成される。
The input/
The
図5は、本発明の第1実施形態に係る伝送監視装置1002の機能ブロック図である。
伝送監視装置1002のCPU401は、ROM402に格納されている動作プログラムを実行することにより、図5に示されている、送信圧縮画像保存部501と、圧縮画像比較部502と、帯域使用状況検出部503と、指示作成部504としての機能を実現する。
送信圧縮画像保存部501は、送信装置1001が送信する送信圧縮画像を、n(nは任意の自然数)フレームに1フレームの割合で保存する。
FIG. 5 is a functional block diagram of the
The
The transmission compressed
圧縮画像比較部502は、送信圧縮画像保存部501に保存されている送信圧縮画像と、その送信圧縮画像に対応し、受信装置1006から送り返されてきた受信圧縮画像とを比較する。
画像の比較には、Open CVを使い、送信圧縮画像と受信圧縮画像のそれぞれについてヒストグラムを計算し、両ヒストグラムの割合を計算する。割合を計算した結果が、「1」であれば、送信圧縮画像と受信圧縮画像の画質は同等ということになる。また、割合を計算した結果が、「1」に近ければ、画質はさほど変わっていないと判断する。
また、割合を計算した結果が、所定の閾値(例えば、0.8)以下であれば、大幅な画質劣化と判断する。
帯域使用状況検出部503は、複数の帯域の使用状況を検出する。帯域使用状況検出部503を構成する一例としては、受信周波数が可変である受信機能を用意し、受信周波数を順次変化させて、各帯域の電波が存在するか否かを逐一調べることによって構成できる。
The compressed
To compare the images, we use Open CV to calculate histograms for the transmitted and received compressed images, and then calculate the ratio of the two histograms. If the ratio is "1", the image quality of the transmitted and received compressed images is equivalent. If the ratio is close to "1", it is determined that the image quality is not significantly different.
Moreover, if the calculated ratio is equal to or less than a predetermined threshold value (for example, 0.8), it is determined that there is a significant deterioration in image quality.
The band usage
指示作成部504は、圧縮画像比較部502での比較結果に基いて、送信装置1001への指示を作成する。
指示作成部504は、圧縮画像比較部502での比較結果が、大幅な画質劣化を示している場合には、映像を送信するネットワークの帯域幅からデータ転送量の上限を算出する。そして、実際のデータ転送量を算出された上限と比較し、実際のデータ転送量が算出された上限を超えている場合は、データ転送量を下げる指示を作成し送信装置1001へ送信する。
The
If the comparison result in the compressed
また、データ転送量を下げても、圧縮画像比較部502での比較結果が改善されない場合は、指示作成部504は、帯域使用状況検出部503の検出結果に基づいて周囲の無線の使用状況を調べて、送信装置1001に対して、空いている帯域へ変更する指示を作成し送信する。
In addition, if the comparison results in the compressed
また、空いている帯域へ変更しても、圧縮画像比較部502での比較結果が改善されない場合は、無線通信装置A1003が移動し、遮蔽物の影響を受けている可能性があるので、指示作成部504は、送信装置1001に対して、送信するIフレーム(アイフレーム)の間隔を短くする指示を作成し送信する。ここで、Iフレーム(アイフレーム)とは、フレーム間予測により動画を圧縮する場合の当該フレームの全ての情報を保持したフレームのことである。
If the comparison result in the compressed
また、送信するIフレームの間隔を短くしても、圧縮画像比較部502での比較結果が改善されない場合は、無線通信装置A1003の場所を移動させる、又は無線の方式を変更するなどの対策内容を作成し出力部405のディスプレイに表示する。
In addition, if the comparison results in the compressed
図6は、本発明の第1実施形態における通信のシ-ケンスを示す図である。
ステップS101で、受信装置1006は、圧縮及び伝送のための各種のパラメータを設定する。各種のパラメータの具体例としては、表示する映像の解像度、Iフレームの挿入間隔、伝送ビットレート値などである。
FIG. 6 is a diagram showing a communication sequence in the first embodiment of the present invention.
In step S101, the
ステップS102で、受信装置1006は、設定した各種のパラメータを送信装置1001へ送信する。
ステップS103で、送信装置1001は、受信した各種のパラメータを自装置に設定する。
ステップS104で、送信装置1001は、撮像部201で撮影した映像に基づいて送信用データを作成する。
In step S 102 , the
In step S103, the
In step S 104 , the
ステップS105で、送信装置1001は、作成された送信用データを送信する。
ステップS106で、送信装置1001は、送信圧縮画像を伝送監視装置1002へ送信する。
ステップS107で、伝送監視装置1002は、送信圧縮画像を送信圧縮画像保存部501へ保存する。
In step S105, the
In step S 106 , the
In step S 107 , the
ステップS108で、受信装置1006は、伝送された映像を表示部306に表示するとともに、受信圧縮画像を保存する。
ステップS109で、受信装置1006は、保存された受信圧縮画像を送信装置1001へ送信する。
In step S108, the
In
ステップS110で、送信装置1001は、受信した受信圧縮画像を伝送監視装置1002へ転送する。
ステップS111で、伝送監視装置1002の圧縮画像比較部502は、受信圧縮画像を送信圧縮画像と比較する。また、伝送監視装置1002の指示作成部504が、比較結果に基づいて指示を作成する。
ステップS112で、伝送監視装置1002は、作成された指示を送信装置1001へ送信する。
In step S 110 , the
In step S111, the compressed
In step S 112 , the
なお、送信装置1001で実行した指示に関する情報を、送信装置1001から伝送監視装置1002へ送信するようにしてもよい。
In addition, information regarding the instruction executed by the
[第2実施形態]
本発明の第1実施形態では、伝送監視装置1002は、送信装置1001とは別の装置として説明したが、伝送監視装置1002の機能を送信装置1001に組み込む構成としてもよい。この伝送監視装置の機能を組み込んだ送信装置を、本発明の第2実施形態として説明する。
[Second embodiment]
In the first embodiment of the present invention, the
図7は、本発明の第2実施形態に係る送信装置1001Aのハードウェア構成を示す図である。
図7の撮像部701、CPU702、RAM703、ROM704、符号化部705、通信部706、及びバス708は、それぞれ、図2の撮像部201、CPU202、RAM203、ROM204、符号化部205、通信部206、及びバス207と同じであるので、説明を省略する。出力部707は、ディスプレイ、スピーカなどで構成される。
FIG. 7 is a diagram showing a hardware configuration of a
7 are the same as the
図8は、本発明の第2実施形態に係る送信装置1001Aの機能ブロック図である。
図7の送信装置1001AのCPU702は、ROM704に格納されている動作プログラムを実行することにより、図8に示されている、送信圧縮画像保存部801と、圧縮画像比較部802と、帯域使用状況検出部803と、指示作成部804と、指示送出部805としての機能を実現する。
FIG. 8 is a functional block diagram of a
The
図8の送信圧縮画像保存部801、圧縮画像比較部802、及び帯域使用状況検出部803は、図5の送信圧縮画像保存部501、圧縮画像比較部502、及び帯域使用状況検出部503と同様であるので、説明を省略する。
The transmission compressed
指示作成部804は、圧縮画像比較部802での比較結果に基いて、受信圧縮画像の劣化を改善するための指示を作成する。
指示送出部805は、指示作成部804で作成した指示を、符号化部705、無線通信装置A1003などの適切な各部へ送出する。
The
The
指示作成部804は、圧縮画像比較部802での比較結果が、大幅な画質劣化を示している場合には、映像を送信するネットワークの帯域幅からデータ転送量の上限を算出する。そして、実際のデータ転送量を算出された上限と比較し、実際のデータ転送量が算出された上限を超えている場合は、データ転送量を下げる指示を作成する。指示送出部805は、作成された指示を符号化部705へ送出する。
If the comparison result from the compressed
また、データ転送量を下げても、圧縮画像比較部802での比較結果が改善されない場合は、指示作成部804は、帯域使用状況検出部803の検出結果に基づいて周囲の無線の使用状況を調べて、空いている帯域へ変更する指示を作成する。指示送出部805は、作成された指示を無線通信装置A1003へ送出する。
If the comparison result in the compressed
また、空いている帯域へ変更しても、圧縮画像比較部802での比較結果が改善されない場合は、無線通信装置A1003が移動し、遮蔽物の影響を受けている可能性があるので、指示作成部804は、送信するIフレーム(アイフレーム)の間隔を短くする指示を作成する。そして、指示送出部805は、作成された指示を符号化部705へ送出する。
If the comparison result in the compressed
また、送信するIフレームの間隔を短くしても、圧縮画像比較部802での比較結果が改善されない場合は、指示作成部804は、無線通信装置A1003の場所を移動させる、又は無線の方式を変更するなどの対策内容を作成する。指示送出部805は、作成された指示を、出力部707のディスプレイに表示する。
If the comparison results in the compressed
本発明の第1及び第2実施形態によれば、送信側の伝送監視装置又は送信装置において、受信装置における受信状態を把握することができる。
また、受信装置における受信状態が悪いことが判明すれば、送信側において種々の対策を取ることができる。
According to the first and second embodiments of the present invention, the transmission monitoring device or the transmitting device on the transmitting side can grasp the reception state at the receiving device.
Furthermore, if it is found that the receiving condition at the receiving device is poor, various measures can be taken at the transmitting side.
201 撮像部
202 CPU
203 RAM
204 ROM
205 符号化部
206 通信部
207 バス
301 CPU
302 RAM
303 ROM
304 復号部
305 通信部
306 表示部
307 バス
401 CPU
402 ROM
403 RAM
404 入力部
405 出力部
406 記憶部
407 通信部
408 バス
409 入出力インターフェース
501 送信圧縮画像保存部
502 圧縮画像比較部
503 帯域使用状況検出部
504 指示作成部
701 撮像部
702 CPU
703 RAM
704 ROM
705 符号化部
706 通信部
707 出力部
708 バス
801 送信圧縮画像保存部
802 圧縮画像比較部
803 帯域使用状況検出部
804 指示作成部
805 指示送出部
1001 第1実施形態の送信装置
1001A 第2実施形態の送信装置
1002 伝送監視装置
1003 無線通信装置A
1004 無線通信装置B
1005 インターネット
1006 受信装置
201
203 RAM
204 ROM
205
302 RAM
303 ROM
304
402 ROM
403 RAM
404
703 RAM
704 ROM
705
1004 Wireless communication device B
1005
Claims (12)
前記送信装置が送信した送信圧縮画像を保存する送信圧縮画像保存部と、
前記受信装置が受信した受信圧縮画像を、前記送信圧縮画像保存部に保存されている送信圧縮画像と比較する圧縮画像比較部と、
前記圧縮画像比較部の比較結果に基づいて、前記送信装置への指示を作成する指示作成部と
を備えた、伝送監視装置。 A transmission monitoring device for determining deterioration of a received compressed image received by a receiving device in a communication system in which a transmitted compressed image transmitted by a transmitting device is received by a receiving device, comprising:
a transmission compressed image storage unit for storing a transmission compressed image transmitted by the transmitting device;
a compressed image comparison unit that compares a received compressed image received by the receiving device with a transmitted compressed image stored in the transmitted compressed image storage unit;
and an instruction creating unit that creates an instruction to the transmitting device based on a comparison result of the compressed image comparing unit.
前記送信装置が送信した送信圧縮画像を保存する送信圧縮画像保存部と、
受信装置が受信した受信圧縮画像を、前記送信圧縮画像保存部に保存されている送信圧縮画像と比較する圧縮画像比較部と、
前記圧縮画像比較部の比較結果に基づいて、前記受信圧縮画像の劣化を改善するための指示を作成する指示作成部と
を備えた、送信装置。 A transmitting device,
a transmission compressed image storage unit for storing a transmission compressed image transmitted by the transmitting device;
a compressed image comparison unit that compares a received compressed image received by a receiving device with a transmitted compressed image stored in the transmitted compressed image storage unit;
and an instruction creating section that creates an instruction for improving degradation of the received compressed image based on a comparison result of the compressed image comparing section.
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