音声，映像などの品質調査 九州工業大学 情報システム専攻 尾家研究室所属 福田 淳平 はじめに 今日のテーマ インターネットでは、音声、映像をどのように配信し ているか？ パケットが届かないと、音声、映像にはどのようなこ とが起こるのか？ 3 おさらい （その１） インターネットでは、送りたいデータをまず、 「パケット」 と呼ばれる単位に分割する もし、パケットが届かなかったら元のデータ は 復元することができない 音声と映像は、どのようにパケット化する のか？？ 4 音声と映像のパケット 映像と音声のパケット化 映像と音声のデータは、メールなどの文書データや静止画 などの画像データよりも、パケットの数が多い 例） 文書の場合 0101010101010010000101 本日はお日柄もよくご愁傷様で 0101010101010101010000 した。またのお越しをお待ちして 0000011111110001111010 おります。 : これを読める人は目がいいです : ね。もしくは、とても、とても : 暇な人だと思います。どっち 000000000111111110101 にしても、視力は大切にしま 110111000000001111011 しょう。もう、書くことはありま 000000000010101010101 せん。 おしまい。おしまい。 5 音声と映像のパケット 映像と音声のパケット化 映像と音声のデータは、メールなどの文書データや静止画 などの画像データよりも、パケットの数が多い 例） 映像の場合 6 音声と映像のパケット 映像と音声のパケット化 映像と音声のデータは、メールなどの文書データや静止画 などの画像データよりも、パケットの数が多い 例） 映像の場合 1010101010 1010101010 101010101010010000101 1010101010 1010101010 101010101010101010000 0000111111 0000111111 000011111110001111010 : : 1010101010 : 1010101010 000000000111111110101 1010101010 1010101010 110111000000001111011 0000111111 0000111111 000000000010101010101 1010101010 1010101010 101010101010010000101 1010101010 1010101010 101010101010101010000 0000111111 0000111111 000011111110001111010 : : 1010101010 : 1010101010 000000000111111110101 1010101010 1010101010 110111000000001111011 0000111111 0000111111 000000000010101010101 1010101010 1010101010 101010101010010000101 1010101010 1010101010 101010101010101010000 0000111111 0000111111 000011111110001111010 : : 1010101010 : 1010101010 000000000111111110101 1010101010 1010101010 110111000000001111011 0000111111 0000111111 000000000010101010101 7 音声と映像のパケット 映像と音声のパケット化 映像と音声のデータは、メールなどの文書データや静止画 などの画像データよりも、パケットの数が多い 例） 音声の場合 あーーー 01010101 0001111 0101001 11100100・・・ 010101010001111010100111100100・・・ 8 おさらい （その２） インターネットは 「ＴＣＰ」 もしくは 「ＵＤＰ」 と呼ばれる 通信の決まりごとを用いる メールなどの文書データを送信するときには、 ＴＣＰ を用いる では、音声と映像は、どちらの「決まりごと」 を用いるか？？ 9 データの伝送 （1/3） ＴＣＰ と ＵＤＰ ＴＣＰ では、送りまーすー 準備ＯＫですかー ＯＫでーす パケット ＵＤＰ パケット 10 データの伝送 （2/3） ＴＣＰの特徴 長所 確認してから送るので、信頼性が高い 短所 メールや文書データといったものには良い 確認しながら送るので、ＵＤＰに比べて 遅い ＵＤＰの特徴 長所 ただ送りつけるだけなので、ＴＣＰと比べて 早い 短所 信頼性が低いので、パケットが到達しない場合がある 11 データの伝送 （3/3） パケット化した映像や音声のデータは、ＵＤＰ を用いて送信される なぜ、ＴＣＰ ではなく、ＵＤＰ なのか？ 音声や映像は少しぐらい途切れても影響はない！ むしろ、早く再生できる方が大事！！ 実際に確認してみよう！ 12 デモンストレーション ＵＤＰを用いて送られるカメラの映像を確認する ＤＶカメラ パケット 映像を送るＰＣ 映像を受けるＰＣ ルータ ルータ 映像を見ることができましたか？ 13 帯域 （1/2） インターネットが発展する前は、映像や音声を配 信することはできなかった 理由 沢山のパケットを送ると、ほとんどのパケットが消失した これは、沢山のパケットを扱えるだけの「帯域」がなかったため 帯域とは？？ 14 帯域 (2/2) 「帯域」とは、パケット（自動車）が通る道（道 路）のようなもの パケット 帯域 パケット 速度[m/s] のように、 帯域の単位は[b/s(=bps)] と表す 帯域が大きいと、パケットは問題なく目的地に着ける 15 帯域 (2/2) 「帯域」とは、パケット（自動車）が通る道（道 路）のようなもの パケット 帯域 が小さいと、多くのパケットが消失する パケットロス 16 実験 パケットロスが起きると、動画、音声はどのよう になるのか？？ 帯域が変化すると、どの様になるのかを調査 そのときのパケットロス率 映像、音声はどのようになったか パケットロス率と映像、音声にはどのような関係があるか 17 実験方法 １．実験ネットワークの帯域を 2M (=2000K) bps ずつ変える。 ( 2Mbps ∼ 100Mbps) ここの帯域 ＤＶカメラ 映像を送るＰＣ ルータ ルータ ２．パケットロス率を測定 ３．映像や音声がどの様になっているかを確認 18 実験結果 表をつくる 帯域 [Mbps] 映像や音声の状態 0 100 何も見えない 2 ??? こんな感じ グラフをつくる 100 90 パケットロス率[%] パケットロス率 [%] 80 70 60 50 動くと 見え ない 40 全く 見えない 30 20 10 何かが 見えない はっきり 見える 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 帯域 [Mbps] 19 実験結果をまとめる 帯域を大きくするにつれ、映像はどの様になったか 帯域とパケットロスにはどんな関係があるのか どれくらいの大きさの帯域が、映像を配信するのに適してい たか 最後に色々考えてみる 帯域とパケットロスの関係について 帯域によって、映像は何故変化するのか その他 20 まとめ 映像と音声は、 沢山のパケット に分割される 映像と音声を配信するとき、リアルタイムで再 生できるように、ＵＤＰを用いる ＵＤＰ場合、帯域 が狭いと パケットロス が多い 昔のインターネットでは、帯域が小さかった 現在では十分な広さがあるので、パケットロス率 は小さい 21 まとめ 帯域が大きくなったことにより、インターネットで多く のメディア（文書、画像、動画など）を扱えるようにな り、様々なサービスを行えるようになった 例 インターネットでの動画配信 ビデオ、音声チャット ムービーメールなどなど 多くの人がこれらのサービスの利用者であり、提供者でもある。 ＴＶ、ラジオ、電話とは異なり、利用者もサービスに参加できる。 マルチメディアの実現 22 音声，映像の品質調査 質問タイム実施中！！
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