JP7510102B2 - 画像伝送制御装置、方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像伝送制御装置、方法およびプログラムに関する。

近年、無線通信の高速化が進んでいる。例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）としては、最大通信速度が９．６ＧｂｐｓであるＷｉ－Ｆｉ ６の普及が進んでいる。また、移動体通信システムとしては、最大通信速度が２Ｇｂｐｓ以上である５Ｇ（５Ｇ：5th Generation）のサービスが開始されている。

そして、このような高速な無線通信を活用したソリューションの例として、高精細なカメラ画像をリアルタイムで利用した映像ソリューションが考えられている。例えば、工場の作業現場を撮影した画像を無線送信することで作業状況を遠隔監視するソリューションや、重機に搭載されたカメラによる画像を遠隔地で視認しながら重機を遠隔操作するソリューションなどが考えられている。

また、画像の伝送制御に関しては、例えば次のような映像配信システムが提案されている。この映像配信システムにおいて、映像制御装置は、ネットワークの所定時間後の可用帯域を推定し、推定された可用帯域に基づいて必要となる目標バッファデータ量を決定し、決定された目標バッファデータ量と再生バッファに蓄積されたデータ量とを用いて映像データのエンコードパラメータを決定し、サーバ装置に送信する。

また、次のような画像符号化伝送レートの制御方式も提案されている。この制御方式において、符号化装置は、フレーム符号化情報量を適応フィルタの入力として与え、適応フィルタの入出力の誤差が最小となるように、適応フィルタのタップ係数をフレーム周期ごとに更新し、適応フィルタの出力に応じて符号化パラメータを決定する。

特開２０１７－６９８４９号公報 特開平４－３５７７８７号公報

ところで、上記のＷｉ－Ｆｉ ６や５Ｇのような高速な無線伝送システムでは、高い無線周波数が利用されることから、無線通信品質が障害物の影響を受けやすい。このため、このような無線伝送システムを用いて画像を伝送する場合、無線環境の変化によって画像の伝送品質が変化しやすい。例えば、無線環境が悪化し、伝送可能な帯域（可用帯域）が低下すると、画像データが消失し、受信側で画像を正しく再生できなくなる場合がある。

そこで、可用帯域を推定し、推定された可用帯域に応じて、送信側における画像伝送レートを制御する方法が考えられる。しかし、この方法では、可用帯域をどのように推定するかという点に課題がある。

例えば、受信した画像データのデータ量に基づいて可用帯域を推定する方法が考えられる。しかし、画像データのデータ量はフレームごとに変更するので、可用帯域を正確に推定するためには一定時間に受信した画像データを用いる必要がある。このため、可用帯域が実際に変化してから、可用帯域の推定値によってその変化が検出されるまでに遅延が発生する。その結果、伝送レート制御のリアルタイム性が低いという問題がある。

１つの側面では、本発明は、画像伝送レート制御のリアルタイム性を高めた画像伝送制御装置、方法およびプログラムを提供することを目的とする。

１つの案では、次のような記憶部と制御部を有する画像伝送制御装置が提供される。この画像伝送制御装置において、記憶部は、無線伝送路から信号を受信したときの受信信号強度と、無線伝送路におけるデータ伝送の可用帯域との対応関係を示す関係情報を記憶する。制御部は、画像データを送信する画像送信装置との間で、無線伝送路を含む通信経路を介して通信しているときの受信信号強度の測定値を取得し、測定値と関係情報とに基づいて無線伝送路での第１の可用帯域を推定し、第１の可用帯域に基づいて、画像送信装置における画像データの伝送レートを調整するための制御情報を生成して画像送信装置に送信し、制御情報が反映された画像データを画像送信装置から受信すると、受信した画像データに基づいて無線伝送路での第２の可用帯域を測定し、第１の可用帯域と第２の可用帯域との比較結果に基づいて関係情報における対応関係を最適化する。

また、１つの案では、上記の画像伝送制御装置と同様の処理をコンピュータが実行する画像伝送制御方法が提供される。
さらに、１つの案では、上記の画像伝送制御装置と同様の処理をコンピュータに実行させる画像伝送制御プログラムが提供される。

１つの側面では、画像伝送レート制御のリアルタイム性を高めることができる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。

第１の実施の形態に係る画像伝送システムの構成例および処理例を示す図である。 第２の実施の形態に係る画像伝送システムの構成例を示す図である。 サーバのハードウェア構成例を示す図である。 画像伝送システムの各装置が備える処理機能の構成例を示す図である。 変換テーブルを説明するための図である。 画像品質制御部の内部構成例を示す図である。 画像伝送レートの制御処理の流れを示すシーケンス図の例である。 ＲＳＳＩ値の取得や可用帯域の測定のタイミングを示すタイムチャートの例である。 適応制御部の処理手順を示すフローチャートの例である。 適応制御部の内部構成例を示す図である。 遅延時間の自動測定機能の構成例を示す図である。 前処理時における遅延時間の自動測定処理例を示すタイムチャートである。 第３の実施の形態のサーバに含まれる画像品質制御部の内部構成例を示す図である。 ＲＳＳＩ値の予測対象とする測定時刻について説明するための図である。 ＲＳＳＩ値が予測される目標時刻の設定例を説明するためのタイムチャートの例である。 ＲＳＳＩ予測部の内部構成例を示す図である。 ＲＳＳＩ予測処理部の内部構成例を示す図である。 予測テーブル生成部の適応制御部の内部構成例を示す図である。 予測テーブルのデータサイズを削減するための構成例について示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は、第１の実施の形態に係る画像伝送システムの構成例および処理例を示す図である。図１に示す画像伝送システムは、画像送信装置１、無線通信装置２，３および画像伝送制御装置４を含む。

画像送信装置１は、画像データを画像伝送制御装置４に対して送信する。例えば、画像送信装置１は、図示しないカメラによって撮影された動画像の各フレームの画像データを、画像伝送制御装置４に送信する。

無線通信装置２，３は、画像送信装置１と画像伝送制御装置４との間の通信経路上に設置されている。無線通信装置２と無線通信装置３との間では、無線通信が行われる。したがって、画像送信装置１から画像伝送制御装置４に対して画像データが送信される際、無線通信装置２から無線通信装置３に対して画像データは無線通信によって送信される。

画像伝送制御装置４は、画像送信装置１から受信した画像データを用いて、アプリケーションなどによる所定の処理を実行する。また、画像伝送制御装置４は、無線通信装置２から無線通信装置３への無線伝送路における無線環境の変化に応じて、画像送信装置１における画像データの伝送レート（送信速度）を制御する。

この画像伝送制御装置４は、記憶部１１と制御部１２を有する。なお、記憶部１１は、例えば、画像伝送制御装置４が備える図示しない記憶装置の記憶領域である。また、制御部１２は、例えば、画像伝送制御装置４が備えるプロセッサである。

記憶部１１には、関係情報２１が記憶されている。関係情報２１は、無線通信装置３が無線伝送路から信号を受信したときの受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）の値と、この無線伝送路の可用帯域との対応関係を示す情報である。例えば、関係情報２１は、入力されたＲＳＳＩ値を可用帯域の値に変換する変換テーブルである。

制御部１２は、画像送信装置１と通信しているときのＲＳＳＩの測定値（ＲＳＳＩ測定値）を、無線通信装置３から取得する（ステップＳ１）。制御部１２は、取得したＲＳＳＩ測定値と、記憶部１１内の関係情報２１とに基づいて、無線通信装置２から無線通信装置３に対する無線伝送路での可用帯域を推定する（ステップＳ２）。制御部１２は、可用帯域の推定値に基づいて、画像送信装置１における画像データの伝送レートを制御するための制御情報を生成し、画像送信装置１に送信する（ステップＳ３）。これにより、推定された可用帯域を超えないように画像データの伝送レートが制御される。

画像送信装置１は、画像データの送信処理に対して、画像伝送制御装置４からの制御情報を適用し、制御情報が反映された画像データを送信する。例えば、制御情報は、画像送信装置１でのエンコード処理における画像品質の設定値を調整する情報である。この場合、画像送信装置１は、制御情報に基づいて画像品質の設定値を調整し、調整後に画像データをエンコードする。これにより、制御情報が反映された画像データが生成される。また、画像品質の設定変更により、エンコードされた画像データのデータ量が変化し、その結果、画像データの伝送レートが変化することになる。

制御情報が反映された画像データは、無線通信装置２，３を介して画像伝送制御装置４に送信される。画像伝送制御装置４において、制御部１２は、受信したこの画像データに基づいて、無線通信装置２から無線通信装置３に対する無線伝送路での可用帯域を推定する（ステップＳ４）。

制御部１２は、ステップＳ４で推定された可用帯域と、ステップＳ２で推定された可用帯域とを比較し、その比較結果に基づいて、関係情報２１におけるＲＳＳＩ値と可用帯域との対応関係を最適化する（ステップＳ５）。例えば、制御部１２は、ステップＳ２での推定値がステップＳ４での推定値以下の場合、関係情報２１においてステップＳ１で取得したＲＳＳＩ測定値に対応付けられた可用帯域を増加させる。また、制御部１２は、ステップＳ２での推定値がステップＳ４での推定値より大きい場合、関係情報２１においてステップＳ１で取得したＲＳＳＩ値に対応付けられた可用帯域を減少させる。

以上の処理では、制御部１２は、関係情報２１を用いてＲＳＳＩ測定値から推定した可用帯域に基づいて、伝送レート制御のための制御情報を画像送信装置１に送信する。これにより、受信した画像データのデータ量を基に可用帯域を推定する場合と比較して、可用帯域を短時間で推定し、その推定結果に基づく制御情報を短時間送信できる。このため、画像伝送レート制御のリアルタイム性を高めることができる。

また、関係情報２１におけるＲＳＳＩ値と可用帯域との対応関係は、受信した画像データのデータ量に基づいて推定された可用帯域によって最適化される。これにより、関係情報２１を用いてＲＳＳＩ測定値から可用帯域を推定する推定精度を高めることができ、その結果として、画像伝送レート制御の精度を高めることができる。ここでいう画像伝送レート制御の精度向上とは、無線伝送路における帯域の利用効率が向上し、かつ、受信した画像データに基づいて画像を正確に再生できることを示す。特に、上記の処理が繰り返し実行されて関係情報２１の最適化が進むことにより、関係情報２１を用いた可用帯域の推定精度が向上していき、その結果、画像伝送レート制御の精度も向上していく。

したがって、画像伝送制御装置４によれば、無線環境の変化に対するリアルタイム性（追従性）が高く、かつ、精度の高い画像伝送レート制御を実行できる。
また、ＲＳＳＩ値は、機種やメーカを問わず、ほとんどの無線通信装置から一般的に取得可能な情報である。このため、ＲＳＳＩ値と受信した画像データとを用いることで、汎用性を高めることが可能である。

さらに、センサ等、可用帯域を測定するためのハードウェアを別途用意する必要がないので、装置コストを低減できる。
〔第２の実施の形態〕
図２は、第２の実施の形態に係る画像伝送システムの構成例を示す図である。図２に示す画像伝送システムは、画像送信装置１００とサーバ２００を含む。

画像送信装置１００には、カメラ１０１が接続されている。画像送信装置１００は、カメラ１０１によって撮影された動画像の画像データをエンコード（圧縮符号化）し、エンコードされた画像データをサーバ２００に送信する。画像送信装置１００は、例えば、パーソナルコンピュータなどの端末装置である。この場合、カメラ１０１は、画像送信装置１００に内蔵されていてもよい。また、画像送信装置１００は、例えば、エッジコンピューティングシステムにおけるエッジコンピュータであってもよい。

サーバ２００は、画像送信装置１００から送信された画像データを受信してデコード（伸張復号化）するサーバコンピュータである。サーバ２００は、例えば、デコードされた画像データを用いて処理するアプリケーションを備える。例えば、サーバ２００は、生産ライン監視アプリケーションを備え、生産ラインが撮影された動画像を取得して、その画像から異常発生などのイベントを検知する。あるいは、サーバ２００は、各種の作業車の遠隔操作アプリケーションを備え、作業現場が撮影された動画像を取得して表示し、表示された画像を視認する操作者の入力操作に応じて、作業車を遠隔操作するための制御情報を画像送信装置１００に送信する。このような遠隔操作アプリケーションが用いられる場合、カメラ１０１および画像送信装置１００は作業車に搭載されて、移動可能になっていてもよい。

また、画像送信装置１００とサーバ２００との間の通信経路には、無線通信機３１０と無線基地局３２０が存在している。そして、無線通信機３１０と無線基地局３２０との間で無線通信が行われる。本実施の形態では、この無線通信として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）－Ａｄｖａｎｃｅｄ、５Ｇ、Ｗｉ－Ｆｉ ６などの高速な無線通信規格が用いられる。例えば、無線通信機３１０と無線基地局３２０は、ローカル５Ｇネットワークに含まれる機器であってもよい。

なお、画像送信装置１００は、図１の画像送信装置１の一例であり、サーバ２００は、図１の画像伝送制御装置４の一例である。また、無線通信機３１０は、図１の無線通信装置２の一例であり、無線基地局３２０は、図１の無線通信装置３の一例である。

また、本実施の形態では例として、無線基地局３２０が無線親機として動作し、無線通信機３１０が無線子機として動作する。また、無線通信機３１０は、画像送信装置１００に内蔵されていてもよい。

図３は、サーバのハードウェア構成例を示す図である。サーバ２００は、例えば、図３に示すようなコンピュータとして実現される。図３に示すサーバ２００は、プロセッサ２０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０２、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２０３、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）２０４、入力インタフェース（Ｉ／Ｆ）２０５、読み取り装置２０６および通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）２０７を有する。

プロセッサ２０１は、サーバ２００全体を統括的に制御する。プロセッサ２０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）またはＰＬＤ（Programmable Logic Device）である。また、プロセッサ２０１は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤのうちの２以上の要素の組み合わせであってもよい。

ＲＡＭ２０２は、サーバ２００の主記憶装置として使用される。ＲＡＭ２０２には、プロセッサ２０１に実行させるＯＳ（Operating System）プログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ２０２には、プロセッサ２０１による処理に必要な各種データが格納される。

ＨＤＤ２０３は、サーバ２００の補助記憶装置として使用される。ＨＤＤ２０３には、ＯＳプログラム、アプリケーションプログラム、および各種データが格納される。なお、補助記憶装置としては、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの他の種類の不揮発性記憶装置を使用することもできる。

ＧＰＵ２０４には、表示装置２０４ａが接続されている。ＧＰＵ２０４は、プロセッサ２０１からの命令にしたがって、画像を表示装置２０４ａに表示させる。表示装置２０４ａとしては、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（ElectroLuminescence）ディスプレイなどが使用される。

入力インタフェース２０５には、入力装置２０５ａが接続されている。入力インタフェース２０５は、入力装置２０５ａから出力される信号をプロセッサ２０１に送信する。入力装置２０５ａとしては、例えば、キーボードやポインティングデバイスなどが使用される。ポインティングデバイスとしては、例えば、マウス、タッチパネル、タブレット、タッチパッド、トラックボールなどが使用される。

読み取り装置２０６には、可搬型記録媒体２０６ａが脱着される。読み取り装置２０６は、可搬型記録媒体２０６ａに記録されたデータを読み取ってプロセッサ２０１に送信する。可搬型記録媒体２０６ａとしては、例えば、光ディスク、半導体メモリなどが使用される。

通信インタフェース２０７は、ネットワーク２０７ａを介して他の装置（例えば、無線基地局３２０）との間でデータの送受信を行う。
以上のようなハードウェア構成によって、サーバ２００の処理機能を実現することができる。なお、画像送信装置１００についても、図３と同様の構成を有するコンピュータとして実現可能である。

ところで、上記のように、無線通信機３１０と無線基地局３２０との間では高速な無線通信が行われる。このような無線通信では、高い無線周波数が利用されることから、無線通信時における通信品質が障害物の影響を受けやすい。すなわち、無線周波数が高くなるほど、電波の直進性が強くなり、アンテナ間が人や物によって遮蔽された場合に電波強度が減衰しやすい。このようにして電波強度が低下すると、データの可用帯域が低下してしまう。

本実施の形態では、無線通信機３１０から無線基地局３２０に対して画像データが無線通信によって伝送され、最終的にサーバ２００に受信される。上記のような無線環境の悪化によってデータの伝送品質（通信速度など）が低下した場合、無線区間で画像データが消失し、サーバ２００で画像を正しくデコードできなくなる場合がある。また、データロストの発生により画像データの再送が頻繁に実行される可能性もあり、この場合には画像取得のリアルタイム性も失われてしまう。

そこで、本実施の形態において、サーバ２００は、伝送路における可用帯域（通信速度）を推定し、可用帯域の推定値に応じて、画像送信装置１００の送信画像の画像品質を制御する。サーバ２００は、画像品質を変化させることで、画像の伝送レート（送信速度）を制御することができる。

画像品質を変化させる方法としては、例えば、フレームレート（ＦＰＳ：Frames Per Second）を変化させる方法や、量子化パラメータ（ＱＰ：Quantization Parameter）値を変化させる方法が用いられる。実際の制御では、これらのうちの一方のみが用いられてもよいし、両方を組み合わせて用いられてもよい。なお、画像品質を変化させる他の方法としては、解像度を変化させる方法もある。

一方、可用帯域の推定方法としては、例えば次の第１～第３の推定方法が考えられる。
第１の推定方法としては、サーバ２００が受信した画像データを基に可用帯域を推定する方法が考えられる。具体的には、一定時間内に受信した画像データのデータ量に基づく単位時間当たりの平均受信データ量を、可用帯域として使用する方法がある。この推定方法によれば、可用帯域を比較的正確に推定可能である。しかし、画像データはフレームごとに変化するため、可用帯域を正確に推定するためにはある程度の期間に受信した画像データを用いる必要がある。このため、可用帯域が実際に変化してから、可用帯域の推定値によってその変化が検出されるまでに数秒から数十秒程度の遅延が発生する。このような遅延のために、可用帯域の実際の変動に応じて画像品質をリアルタイムに制御することは難しいという問題がある。

第２の推定方法としては、無線通信の受信装置から無線伝送レートを取得し、取得した無線伝送レートを可用帯域として使用する方法が考えられる。この推定方法によれば、可用帯域を高速かつ正確に推定可能である。しかし、受信装置によっては必要な情報の取得が困難な場合があり、使用する受信装置の仕様が限定され、汎用性が低いという問題がある。

第３の推定方法としては、レーダ装置やカメラなどの各種センサを用いて、電波を遮蔽する障害物を検知し、この検知結果から可用帯域を推定する方法が考えられる。しかし、ハードウェアとしてセンサを別途用意する必要があり、装置コストが高くなるという問題がある。また、無線伝送環境によってはセンサの数を増やす必要があり、その場合には装置コストが一層増大する。

このような各推定方法の問題点に鑑みて、本実施の形態のサーバ２００は、次のような方法で画像伝送レートを制御する。まず、可用帯域の推定は、基本的に、無線通信の受信装置（具体的には、無線基地局３２０）から容易に取得可能な無線情報に基づいて実行される。本実施の形態では、このような無線情報として、ＲＳＳＩ値が無線基地局３２０から取得される。ＲＳＳＩ値は、機種やメーカに関係なく、無線通信の受信装置から一般的に取得可能な情報である。このため、ＲＳＳＩ値を基に可用帯域を推定することで、汎用性を高めることができる。また、ＲＳＳＩ値を基に可用帯域を推定することで、例えば受信した画像データを用いる場合と比較して可用帯域を短時間で推定可能であり、画像伝送レート制御のリアルタイム性を高めることができる。

ただし、ＲＳＳＩ値に基づく可用帯域の推定精度は、受信した画像データを基に推定する場合より低い。例えば、ＲＳＳＩ値はあくまで受信した無線信号全体の強度を表すものであり、画像の信号自体の強度を表すものではなく、電波の干渉や、受信信号に含まれる画像以外の信号などの影響を受ける。また、受信装置の個体差や経年変化によって、ＲＳＳＩ値が変動し得る。

そこで、本実施の形態のサーバ２００は、受信した画像データに基づく可用帯域の推定処理も実行し、この推定結果を用いて、ＲＳＳＩ値に基づく可用帯域の推定処理を最適化する。これにより、画像伝送レート制御のリアルタイム性を高めつつ、その制御の精度を向上させる。

さらに、上記のようなＲＳＳＩ値および画像データを用いることで、可用帯域の推定のために専用のセンサを別途用意する必要がなくなる。このため、装置コストを低減できる。

図４は、画像伝送システムの各装置が備える処理機能の構成例を示す図である。
まず、画像送信装置１００は、画像エンコーダ１１１、画像送信部１１２およびコマンド受信部１１３を備える。画像エンコーダ１１１、画像送信部１１２およびコマンド受信部１１３の処理は、例えば、画像送信装置１００が備える図示しないプロセッサが所定のプログラムを実行することで実現される。また、これらの処理の少なくとも一部は、専用のハードウェアによって実行されてもよい。

画像エンコーダ１１１は、カメラ１０１によって撮影された画像のデータを受信し、受信したデータをエンコード（圧縮符号化）し、エンコードされた画像データを画像送信部１１２に出力する。

画像送信部１１２は、エンコードされた画像データをサーバ２００宛てに送信する。これにより、画像データが無線通信機３１０および無線基地局３２０を介してサーバ２００に送信される。

コマンド受信部１１３は、画像品質を制御するための制御コマンドをサーバ２００から受信し、制御コマンドに応じて、画像エンコーダ１１１によるエンコード処理を制御する。具体的には、コマンド受信部１１３は、制御コマンドに基づき、エンコード処理時における画像品質の制御パラメータとしてフレームレートとＱＰ値の少なくとも一方を設定する。エンコード処理時におけるこれらの制御パラメータが変更されることで、画像エンコーダ１１１によってエンコードされ、画像送信部１１２を介して送信される画像データのデータ量（画像伝送レート）が変化する。

次に、無線基地局３２０は、ＲＳＳＩ測定部３２１を備える。ＲＳＳＩ測定部３２１は、画像送信装置１００からの画像データの受信時におけるＲＳＳＩ値を測定し、その測定結果をサーバ２００に送信する。本実施の形態では、ＲＳＳＩ測定部３２１は、ＲＳＳＩ値を一定時間間隔で測定する。また、ＲＳＳＩ測定部３２１は、画像送信装置１００から受信した画像データに、測定されたＲＳＳＩ値を付加してサーバ２００に送信する。なお、他の例として、ＲＳＳＩ値は、サーバ２００からの一定時間間隔の測定要求に応じてＲＳＳＩ値を測定し、サーバ２００に返信してもよい。

次に、サーバ２００は、記憶部２１０、データ分離部２２１、画像デコーダ２２２、画像品質制御部２２３およびコマンド送信部２２４を備える。
記憶部２１０は、ＲＡＭ２０２、ＨＤＤ２０３などの記憶装置の記憶領域である。記憶部２１０には、変換テーブル２１１が記憶される。変換テーブル２１１は、ＲＳＳＩ値を可用帯域に変換するためのテーブル情報である。

ここで、図５は、変換テーブルを説明するための図である。図５に示すグラフには、ＲＳＳＩ値を可用帯域に変換するための曲線２１１ａが描画されている。変換テーブル２１１は、例えば、ＲＳＳＩ値を入力（アドレス）とし、可用帯域を出力として、入力と出力との関係が曲線２１１ａのようになるルックアップテーブルとして実装される。

なお、ＲＳＳＩ値を可用帯域に変換するための情報は、変換テーブル２１１に限定されるものではない。例えば、このような情報として、曲線２１１ａのような近似曲線を示す多項式の係数が記憶部２１０に記憶されてもよい。

以下、図４を参照して説明を続ける。
データ分離部２２１、画像デコーダ２２２、画像品質制御部２２３およびコマンド送信部２２４の処理は、例えば、プロセッサ２０１が所定のプログラムを実行することで実現される。また、これらの処理の少なくとも一部は、専用のハードウェアによって実行されてもよい。

データ分離部２２１は、画像送信装置１００から受信した画像データを画像デコーダ２２２と画像品質制御部２２３とに出力する。また、データ分離部２２１は、受信した画像データにＲＳＳＩ値が付加されている場合、このＲＳＳＩ値を受信データから分離して画像品質制御部２２３に出力する。

画像デコーダ２２２は、データ分離部２２１からの画像データをデコード（伸長復号化）し、デコードされた画像データを出力する。出力された画像データは、サーバ２００に実装されたアプリケーションによって利用される。また、この画像データに基づく画像が表示装置２０４ａに表示されてもよい。

画像品質制御部２２３は、変換テーブル２１１を参照して、データ分離部２２１からのＲＳＳＩ値を可用帯域に変換する。以下、変換テーブル２１１を用いてＲＳＳＩ値を可用帯域に変換する処理を、「可用帯域の推定」と記載する。画像品質制御部２２３は、ＲＳＳＩ値から推定された可用帯域に基づいて、画像品質を制御するための制御パラメータを生成する。この制御パラメータとしては、画像送信装置１００から送信される画像の伝送レートが、推定された可用帯域に収まるような制御パラメータが生成される。画像品質制御部２２３は、生成された制御パラメータの設定を要求する制御コマンドをコマンド送信部２２４に出力する。

また、画像品質制御部２２３は、データ分離部２２１からの画像データに基づいて、可用帯域を測定する。以下の説明では、画像データを用いたこの処理を「可用帯域の測定」と記載して、ＲＳＳＩ値に基づく「可用帯域の推定」とは区別して表記する。画像品質制御部２２３は、測定された可用帯域と、ＲＳＳＩ値を基に推定された可用帯域とを比較する。詳しくは後述するが、画像品質制御部２２３は、ＲＳＳＩ値を基に推定された可用帯域を遅延器によって所定時間保持し、ＲＳＳＩ値の測定から所定時間後に受信した画像データに基づく可用帯域の測定値を、保持していた可用帯域の推定値と比較する。画像品質制御部２２３は、このような比較結果に基づいて、変換テーブル２１１におけるＲＳＳＩ値と可用帯域との対応関係を適正化する。

コマンド送信部２２４は、画像品質制御部２２３から出力された制御コマンドを画像送信装置１００宛てに送信する。
図６は、画像品質制御部の内部構成例を示す図である。画像品質制御部２２３は、可用帯域推定部２３１、制御値生成部２３２、遅延器２３３，２３４、可用帯域測定部２３５および適応制御部２３６を備える。

可用帯域推定部２３１は、変換テーブル２１１を参照し、データ分離部２２１からのＲＳＳＩ値に基づいて可用帯域を推定する。具体的には、可用帯域推定部２３１は、ＲＳＳＩ値に対応付けられた可用帯域を変換テーブル２１１から読み出し、読み出した可用帯域を推定値として出力する。

制御値生成部２３２は、可用帯域推定部２３１によって推定された可用帯域に基づいて、送信画像の伝送レートが可用帯域に収まるような画像品質の制御パラメータを生成する。制御値生成部２３２は、生成された制御パラメータの設定を要求する制御コマンドをコマンド送信部２２４に出力する。

遅延器２３３は、データ分離部２２１から出力されたＲＳＳＩ値を、所定時間だけ遅延させて適応制御部２３６に出力する。遅延器２３４は、可用帯域推定部２３１によって推定された可用帯域を、所定時間だけ遅延させて適応制御部２３６に出力する。遅延器２３３，２３４が出力を遅延させる遅延時間は、推定された可用帯域を基に生成された制御コマンドがサーバ２００から画像送信装置１００に送信され、制御コマンドに基づく画像品質設定が反映された画像データが画像エンコーダ１１１から出力され、その画像データをサーバ２００が受信するまでの時間となるように設定される。

可用帯域測定部２３５は、画像送信装置１００から受信した（デコード前の）画像データに基づいて、可用帯域を測定する。可用帯域測定部２３５は、例えば、一定時間内に受信した画像データのデータ総量から平均伝送レートを算出し、算出された平均伝送レートを可用帯域として出力する。

適応制御部２３６は、遅延器２３４から出力された可用帯域の推定値と、可用帯域測定部２３５から出力された可用帯域の測定値とを比較する。適応制御部２３６は、これらの比較結果に基づき、変換テーブル２１１において、遅延器２３３から出力されたＲＳＳＩ値に対応付けられている可用帯域を適正化する。この適正化では、可用帯域の推定値と測定値との誤差が小さくなるように、変換テーブル２１１の可用帯域が修正される。

図７は、画像伝送レートの制御処理の流れを示すシーケンス図の例である。
［ステップＳ１１］サーバ２００は、ＲＳＳＩ値が付加された画像データを受信する。ＲＳＳＩ値は、データ分離部２２１によって画像データから分離され、画像品質制御部２２３の可用帯域推定部２３１に入力される。なお、分離されたＲＳＳＩ値は、遅延器２３３にも入力される。

［ステップＳ１２］可用帯域推定部２３１には、変換テーブル２１１を参照し、入力されたＲＳＳＩ値に基づいて可用帯域を推定する。推定された可用帯域は、制御値生成部２３２と遅延器２３４とに入力される。

［ステップＳ１３］制御値生成部２３２は、可用帯域推定部２３１によって推定された可用帯域に基づいて、送信画像の伝送レートが可用帯域に収まるような画像品質の制御パラメータを生成する。制御値生成部２３２は、生成された制御パラメータの設定を要求する制御コマンドをコマンド送信部２２４に出力し、コマンド送信部２２４は、この制御コマンドを画像送信装置１００に送信する。

［ステップＳ１４］画像送信装置１００のコマンド受信部１１３は、サーバ２００から送信された制御コマンドを受信し、制御コマンドに応じて、画像エンコーダ１１１における画像品質の制御パラメータの設定を更新する。制御パラメータとしては、フレームレートとＱＰ値の少なくとも一方の設定が更新される。

［ステップＳ１５］画像エンコーダ１１１は、更新された制御パラメータを用いて、カメラ１０１からの画像データをエンコードする。エンコードされた画像データは、画像送信部１１２によってサーバ２００に送信される。

［ステップＳ１６］サーバ２００では、受信した画像データがデータ分離部２２１から画像デコーダ２２２と画像品質制御部２２３に入力される。画像品質制御部２２３の可用帯域測定部２３５は、入力された画像データに基づいて可用帯域を測定する。

［ステップＳ１７］適応制御部２３６は、遅延器２３４からの可用帯域の推定値と、可用帯域測定部２３５からの可用帯域の測定値とを比較する。適応制御部２３６は、これらの比較結果に基づき、変換テーブル２１１において、遅延器２３３からのＲＳＳＩ値に対応付けられている可用帯域を更新する。

前述のように、遅延器２３３，２３４による遅延時間は、ＲＳＳＩ値に基づいて生成された制御コマンドがサーバ２００から送信され、制御コマンドに基づく画像品質設定が反映されたエンコード処理によってエンコードされた画像データをサーバ２００が受信するまでの時間に設定される。このため、ステップＳ１７では、ステップＳ１６で測定された可用帯域と、ステップＳ１２で推定された可用帯域とが比較され、この比較結果に基づいて、ステップＳ１１で受信されたＲＳＳＩ値に対応付けられた可用帯域が更新されることになる。

ここで、図８は、ＲＳＳＩ値の取得や可用帯域の測定のタイミングを示すタイムチャートの例である。
ＲＳＳＩ値は、所定の取得時間間隔ｔｒで繰り返し取得される。図８の例では、ｎ番目のＲＳＳＩ値（ＲＳＳＩ＃ｎ）が時刻Ｔ１１で取得され、時刻Ｔ１１から取得時間間隔ｔｒが経過した時刻Ｔ１３において（ｎ＋１）番目のＲＳＳＩ値（ＲＳＳＩ＃ｎ＋１）が取得される。

また、遅延器２３３，２３４による遅延時間をｔｄとする。時刻Ｔ１１で取得したＲＳＳＩ＃ｎに基づく制御コマンドが送信された後（図７のステップＳ１３）、遅延時間ｔｄが経過した時刻Ｔ１２において、可用帯域測定部２３５による可用帯域の測定が開始される（ステップＳ１６）。可用帯域の測定は、所定の測定時間ｔｍの間に受信した画像データに基づいて実行される。したがって、ステップＳ１６では、時刻Ｔ１２以降に受信した画像データに基づいて可用帯域が測定される。そして、ステップＳ１７では、測定された可用帯域と、時刻Ｔ１１で取得したＲＳＳＩ＃ｎから推定された可用帯域とが比較され、時刻Ｔ１４において、比較結果に基づいて変換テーブル２１１が更新される。

このように、ＲＳＳＩ＃ｎの取得から遅延時間ｔｄが経過した後に受信した画像データに基づいて、可用帯域が測定される。この測定値は、ＲＳＳＩ＃ｎを基に生成された制御パラメータが反映されたエンコード処理によって生成された画像データを用いて、測定された値となる。したがって、ステップＳ１７での比較結果を用いることで、変換テーブル２１１におけるＲＳＳＩ値と可用帯域との対応関係を精度よく修正できるようになる。

以上の処理により、ＲＳＳＩ値から可用帯域を推定することで、可用帯域を短時間で推定でき、画像伝送レート制御のリアルタイム性を高めることができる。また、ＲＳＳＩ値に基づく制御コマンドが反映された画像データに基づいて可用帯域が測定され、その測定値に基づいて変換テーブル２１１が最適化される。これにより、変換テーブル２１１に基づく可用帯域の推定精度を向上させることができる。

したがって、上記の処理をある程度の時間繰り返し実行することで、変換テーブル２１１におけるＲＳＳＩ値と可用帯域との対応関係が最適化されていき、変換テーブル２１１に基づく可用帯域の推定精度が向上していく。例えば、画像伝送システムの正式運用前の前処理時において、上記処理を繰り返し実行して変換テーブル２１１を最適化し、最適化された変換テーブル２１１を用いて正式運用が開始されてもよい。また、正式運用時にも変換テーブル２１１の最適化処理が継続されることで、無線環境が変動し続けた場合でも可用帯域の推定精度を維持し、画像伝送レート制御の精度を維持することができる。

このように、サーバ２００は、無線通信環境に対するロバスト性が高く、かつリアルタイム性が高い画像伝送レートの制御を実現できる。このような制御により、無線伝送路における帯域の利用効率を向上させることができる。なおかつ、無線伝送路において画像データが消失する可能性を低減でき、受信した画像データに基づいて画像を正確に再生できるようになる。

図９は、適応制御部の処理手順を示すフローチャートの例である。図９の処理は、図７のステップＳ１７の処理に対応する。
［ステップＳ１７ａ］適応制御部２３６は、受信した画像データに基づく可用帯域の測定値を、可用帯域測定部２３５から取得する。

［ステップＳ１７ｂ］適応制御部２３６は、ｔｄ時間前に測定されたＲＳＳＩ値に基づく可用帯域の推定値を、遅延器２３４から取得する。
［ステップＳ１７ｃ］適応制御部２３６は、可用帯域の推定値と測定値とを比較する。推定値が測定値以下である場合、処理がステップＳ１７ｄに進められ、推定値が測定値より大きい場合、処理がステップＳ１７ｅに進められる。

［ステップＳ１７ｄ］適応制御部２３６は、ｔｄ時間前に測定されたＲＳＳＩ値を遅延器２３３から取得する。適応制御部２３６は、変換テーブル２１１においてそのＲＳＳＩ値に対応付けられた可用帯域の出力値を、増加方向に修正する。

［ステップＳ１７ｅ］適応制御部２３６は、ｔｄ時間前に測定されたＲＳＳＩ値を遅延器２３３から取得する。適応制御部２３６は、変換テーブル２１１においてそのＲＳＳＩ値に対応付けられた可用帯域の出力値を、減少方向に修正する。

以上の処理によれば、可用帯域の推定値が測定値より小さい場合、制御コマンド生成のための可用帯域の推定値が小さ過ぎであり、実際には画像品質をより高めて画像データの送信量を増やせると考えられる。そのため、適応制御部２３６は、変換テーブル２１１においてＲＳＳＩ値に対応付けられた可用帯域を増加させる。一方、可用帯域の推定値が測定値より大きい場合、制御コマンド生成のための可用帯域の推定値が大き過ぎであり、画像データの送信量が過大であると考えられる。そのため、適応制御部２３６は、変換テーブル２１１においてＲＳＳＩ値に対応付けられた可用帯域を減少させる。

また、可用帯域の推定値が測定値と一致している場合には、適応制御部２３６は、変換テーブル２１１においてＲＳＳＩ値に対応付けられた可用帯域を維持するのではなく、増加させる。この理由としては、推定された可用帯域を基に画像伝送レートを制御する方式であるため、実際には可用帯域の推定値より実測値が大きくなることは少ないことが挙げられる。このような理由から、可用帯域の推定値が測定値と一致している場合には、実際の可用帯域に余裕があると考えた方が、画像伝送レートを実際の可用帯域により近づけて、帯域を有効利用できるようになる。

図１０は、適応制御部の内部構成例を示す図である。なお、図１０では、説明をわかりやすくするために、適応制御部２３６以外の処理機能も併記している。
図１０に示すように、適応制御部２３６は例えば、減算器２４１、乗算器２４２、比較部２４３、スイッチ（ＳＷ）２４４および加算器２４５を備える。

減算器２４１は、可用帯域測定部２３５によって測定された可用帯域から、可用帯域推定部２３１によって推定され、遅延器２３４を介して入力された可用帯域を減算し、減算結果を乗算器２４２に入力する。

乗算器２４２は、入力された減算結果に対して、あらかじめ設定された係数μ１を乗算する。係数μ１は、可用帯域のアップデート率（増加率または減少率）を示す値である。係数μ１としては、可用帯域が極端に増減しないように、０より大きく、かつ、１．０より十分に小さい値に設定される。乗算器２４２による乗算結果は、スイッチ２４４の入力端子ＩＮ１に入力される。

比較部２４３は、可用帯域推定部２３１によって推定され、遅延器２３４を介して入力された可用帯域と、可用帯域測定部２３５によって測定された可用帯域とを比較する。比較部２４３は、可用帯域の推定値が測定値以下か、または推定値が測定値より大きいかを判定し、その判定結果をスイッチ２４４に入力する。なお、この判定は、減算器２４１による減算結果の符号に基づいて実行されてもよい。

スイッチ２４４は、入力端子ＩＮ１，ＩＮ２を備える。前述のように入力端子ＩＮ１には、乗算器２４２による乗算結果が入力される。入力端子ＩＮ２には、あらかじめ固定的に設定された設定値が入力される。スイッチ２４４は、比較部２４３からの入力値に応じて、入力端子ＩＮ１，ＩＮ２からの入力値のいずれかを選択的に加算器２４５に出力する。具体的には、スイッチ２４４は、比較部２４３により可用帯域の推定値が測定値以下と判定された場合、入力端子ＩＮ２からの入力値を出力し、推定値が測定値より大きいと判定された場合、入力端子ＩＮ１からの入力値を出力する。後者の場合、入力端子ＩＮ１からの入力値の符号はマイナスになる。

加算器２４５は、可用帯域推定部２３１によって推定され、遅延器２３４を介して入力された可用帯域と、スイッチ２４４からの出力値とを加算し、変換テーブル２１１に対して更新後の可用帯域として出力する。変換テーブル２１１では、遅延器２３３から入力されるＲＳＳＩ値に対応付けられた可用帯域が、加算器２４５からの出力値によって更新される。

上記構成によれば、可用帯域の推定値が測定値より大きい場合、推定値と測定値との差分に応じた値が推定値から減算され、減算後の値によって変換テーブル２１１の可用帯域が更新される。一方、可用帯域の推定値が測定値以下の場合、固定的な設定値が推定値に加算され、加算後の値によって変換テーブル２１１の可用帯域が更新される。後者のケースでは、適応制御部２３６は、変換テーブル２１１の可用帯域を急激に増加させないように、一定値分ずつ徐々に増加させる。

ところで、サーバ２００は、遅延器２３３，２３４における遅延時間ｔｄを自動的に測定して設定する処理機能を備えていてもよい。次の図１１を参照して、このような処理機能の例について説明する。

図１１は、遅延時間の自動測定機能の構成例を示す図である。図１１に示す画像品質制御部２２３ａは、図６に示した画像品質制御部２２３の処理機能に加えて、制御値生成部２５１、スイッチ（ＳＷ）２５２および遅延測定制御部２５３をさらに備える。なお、図１１では、画像品質制御部２２３ａの処理機能のうち、遅延時間ｔｄの自動測定に関係ない処理機能については図示を省略している。

この画像品質制御部２２３ａを用いた場合、遅延器２３３，２３４における遅延時間ｔｄの自動測定処理は、画像伝送システムの正式運用前の前処理時において実行される。制御値生成部２５１は、前処理用の処理機能であり、遅延測定制御部２５３の制御の下で、遅延測定用の制御コマンドを生成し、スイッチ２５２の入力端子に入力する。制御値生成部２５１は、画像伝送レートを極端に高くする制御コマンドと極端に低くする制御コマンドとを交互に出力する。

スイッチ２５２の一方の入力端子には、制御値生成部２３２から出力された制御コマンドが入力され、他方の入力端子には、制御値生成部２５１から出力された制御コマンドが入力される。スイッチ２５２は、遅延測定制御部２５３からの切り替え制御信号に応じて、いずれかの入力端子から入力された制御コマンドを選択的にコマンド送信部２２４に出力する。具体的には、遅延測定制御部２５３の制御の下で、前処理時には制御値生成部２５１から入力された制御コマンドがコマンド送信部２２４に出力され、正式運用時には制御値生成部２３２から入力された制御コマンドがコマンド送信部２２４に出力される。

遅延測定制御部２５３は、前処理時において、可用帯域測定部２３５によって測定された可用帯域の変化の状況に基づいて、遅延器２３３，２３４における遅延時間ｔｄを測定し、遅延器２３３，２３４に対して設定する。

図１２は、前処理時における遅延時間の自動測定処理例を示すタイムチャートである。
制御値生成部２５１は、画像伝送レートを極端に高くする（画像データサイズを極端に大きくする）制御コマンドと、画像伝送レートを極端に低くする（画像データサイズを極端に小さくする）制御コマンドとを交互に出力する。前者の制御コマンドは、画像品質を極端に高くして送信画像データのサイズを大きくするものであり、後者の制御コマンドは、画像品質を極端に低くして送信画像データのサイズを小さくするものである。

図１２の例では、時刻Ｔ２１において遅延時間ｔｄの測定処理が開始され、このような制御コマンドが一定時間間隔で交互に出力される。ここでは例として、制御コマンドの出力時間間隔は、ＲＳＳＩ値の測定間隔と同じであるとする。図１２の例では、時刻Ｔ２１において、画像品質を高くする制御コマンドがスイッチ２５２を介して画像送信装置１００に送信される。その後、一定時間が経過した時刻Ｔ２２において、画像品質を低くする制御コマンドがスイッチ２５２を介して画像送信装置１００に送信される。さらにその後、一定時間が経過した時刻Ｔ２３において、画像品質を高くする制御コマンドがスイッチ２５２を介して画像送信装置１００に送信される。

画像送信装置１００からは、時刻Ｔ２１で制御コマンドが送信されてから遅延したタイミングで、その制御コマンドが反映された、画像品質が高い画像の画像データが受信される。また、時刻Ｔ２２で制御コマンドが送信されてから遅延したタイミングで、その制御コマンドが反映された、画像品質が低い画像の画像データが受信される。可用帯域測定部２３５は、遅延測定制御部２５３からの指示にしたがい、次のような手順で、受信した画像データを基に可用帯域を測定する。

可用帯域測定部２３５は、可用帯域の測定処理Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・を実行する。各測定処理における測定期間は前半と後半とに分けられ、前半および後半の測定期間の長さは、制御コマンドの出力間隔と同じであるとする。そして、可用帯域測定部２３５は、前半および後半の測定期間のそれぞれにおいて、測定期間に受信した画像データに基づいて可用帯域を測定する。

ここで、測定処理Ａは、遅延時間ｔｄの測定開始時刻（時刻Ｔ２１）に開始される。また、測定処理Ｂは、時刻Ｔ２１から単位時間ｔｓだけ後にシフトされた時刻（Ｔ２１＋ｔｓ）に開始される。測定処理Ｃは、この時刻からさらに単位時間ｔｓだけ後にシフトされた時刻（Ｔ２１＋２・ｔｓ）に開始される。測定処理Ｄは、この時刻からさらに単位時間ｔｓだけ後にシフトされた時刻（Ｔ２１＋３・ｔｓ）に開始される。このように、測定処理Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・のそれぞれは、一定時間ずつ開始時刻をシフトしながら実行される。

なお、測定処理Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・は、図１２の例のように並列にされてもよい。例えば、サーバ２００は、受信した画像データを所定サイズのバッファに一旦保持するようにした場合、バッファに保持された画像データの中から対応する測定期間の画像データを取得することで、測定処理Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・を並列に実行可能である。

図１２の下側に示す管理テーブル２５３ａは、可用帯域の測定結果を保持するための情報の一例であり、例えば、記憶部２１０に記憶される。管理テーブル２５３ａには、測定開始時刻のシフト時間が異なる測定処理Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・のそれぞれに対応付けて、前半の測定期間に測定された可用帯域の測定値と、後半の測定期間に測定された可用帯域の測定値とが登録される。なお、測定開始のシフト時間が同じ測定処理は、複数回繰り返し実行されてもよい。この場合、前半および後半に対応する測定値としては、複数回の測定処理で測定された可用帯域の測定値の平均値が登録されればよい。

遅延測定制御部２５３は、例えば、管理テーブル２５３ａを参照して、測定処理の中から、前半における測定値と後半における測定値との差分が最も大きい測定処理を特定する。図１２の例では、測定開始時刻が２・ｔｓだけシフトされた測定処理Ｃが、測定値の差分が最も大きい測定処理として特定される。この場合、遅延測定制御部２５３は、遅延時間ｔｄを２・ｔｓと判定して、遅延器２３３，２３４に設定する。

このような処理により、遅延時間ｔｄを自動的かつ正確に測定することが可能になる。また、例えば、実際に無線通信機３１０と無線基地局３２０が設置されて、画像送信装置１００に実際に画像データのエンコードを実行させた状態で、その環境に合致した遅延時間ｔｄを自動的に測定できるようになる。このため、無線通信機３１０や無線基地局３２０の設置環境によらず、遅延時間ｔｄを正確に測定でき、その結果として、正式運用時において画像伝送レートの制御を高精度に実行できる。

〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態に係る画像伝送システムについて説明する。第３の実施の形態では、第２の実施の形態におけるサーバ２００の処理の一部が変形されている。

図１３は、第３の実施の形態のサーバに含まれる画像品質制御部の内部構成例を示す図である。第３の実施の形態のサーバ２００は、図６に示した画像品質制御部２２３の代わりに、図１３に示す画像品質制御部２２３ｂを備える。画像品質制御部２２３ｂは、図６に示した画像品質制御部２２３に対して、さらにＲＳＳＩ予測部２３７が追加された構成を有している。

第２の実施の形態では、ＲＳＳＩ値に基づく制御コマンドをサーバ２００が送信した後、その制御コマンドが反映された画像データをサーバ２００が受信し、画像データに基づいて変換テーブル２１１を最適化するまでに、時間差が生じていた。このため、変換テーブル２１１に基づく可用帯域の推定精度が向上するまでに時間がかかっていた。

そこで、第３の実施の形態において、ＲＳＳＩ予測部２３７は、入力されたＲＳＳＩ値を基に一定時間後のＲＳＳＩ値を予測し、予測されたＲＳＳＩ値を可用帯域推定部２３１および遅延器２３３に入力する。これにより、一定時間後におけるＲＳＳＩ値の予測値に基づいて可用帯域が推定され、その推定値に基づく制御コマンドが画像送信装置１００に送信される。その結果、ＲＳＳＩ値の実際の測定値が予測値に変化する時刻と、送信された制御コマンドが反映された画像データをサーバ２００が受信し、その画像データに基づいて変換テーブル２１１を最適化する時刻とが近づく。

これにより、ＲＳＳＩ値の変化、すなわち可用帯域の実際の変化に対して、変換テーブル２１１に基づく可用帯域の推定値を高速に追従させることが可能となる。したがって、可用帯域の推定値に基づく画像伝送レートの制御レスポンスを高め、なおかつその制御の精度を向上させることができる。

図１４は、ＲＳＳＩ値の予測対象とする測定時刻について説明するための図である。
前述のように、ＲＳＳＩ値は一定の取得時間間隔ｔｒで取得される。図１４では、各取得時刻で測定されたＲＳＳＩ値の例をグラフ上に示すとともに、各取得時刻で測定されたＲＳＳＩ値の推移を近似曲線２３７ａによって示している。また、図１４では、時刻Ｔ₀を最新のＲＳＳＩ値が取得された時刻（現時刻）とし、時刻Ｔ_-1を１サンプル前のＲＳＳＩ値が取得された時刻、時刻Ｔ_-2を２サンプル前のＲＳＳＩ値が取得された時刻、時刻Ｔ₁を１サンプル後のＲＳＳＩ値が取得される時刻とする。すなわち、時刻Ｔ_-2から時刻Ｔ_-1までの時間、時刻Ｔ_-1から時刻Ｔ₀までの時間、時刻Ｔ₀から時刻Ｔ₁までの時間が、それぞれ取得時間間隔ｔｒである。

ＲＳＳＩ予測部２３７によってＲＳＳＩ値が予測される未来の測定時刻（目標時刻Ｔｐ）は、時刻Ｔ₀から一定時間後の時刻となる。ＲＳＳＩ予測部２３７は、現時刻を含む複数の取得時刻でそれぞれ取得したＲＳＳＩ値に基づいて、目標時刻ＴｐにおけるＲＳＳＩ値を予測する。詳しくは後述するが、本実施の形態では一例として、ＲＳＳＩ予測部２３７は、時刻Ｔ_-1、時刻Ｔ₀、時刻Ｔ₁のそれぞれにおけるＲＳＳＩ値に基づいて、目標時刻ＴｐにおけるＲＳＳＩ値を補間によって予測する。また、ＲＳＳＩ予測部２３７は、上記時刻のうち、未来の時刻である時刻Ｔ₁におけるＲＳＳＩ値を、ＲＳＳＩ値の複数サンプルと未来の時刻におけるＲＳＳＩ値の予測値との対応関係を保持する予測テーブルを用いて予測する。

図１５は、ＲＳＳＩ値が予測される目標時刻の設定例を説明するためのタイムチャートの例である。図１５では、図８と同じ時刻や時間には同じ符号を付して示している。また、図１５において、時刻Ｔ１１、Ｔ１３が、図１４の時刻Ｔ₀，Ｔ₁にそれぞれ対応する。

前述のように、遅延時間ｔｄは、測定されたＲＳＳＩ値を基に生成された制御コマンドがサーバ２００から送信され、その制御コマンドが反映された画像データをサーバ２００が受信するまでの時間に設定される。このため、目標時刻Ｔｐは、現在の時刻Ｔ１１から遅延時間ｔｄ以上の時間が経過した時刻に設定される。

また、本実施の形態において、可用帯域測定部２３５は、一定の測定時間ｔｍの間に受信した画像データに基づいて可用帯域を測定する。例えば、可用帯域測定部２３５は、測定時間ｔｍの間に受信した画像データの総データ量を測定時間ｔｍで除算したデータ量（画像伝送レートの平均値）を、可用帯域の測定値として算出する。このため、目標時刻Ｔｐとしては、可用帯域の測定が開始された時刻Ｔ１２から、測定時間ｔｍが経過した時刻Ｔ１４までの期間のうち、中間の時刻が設定されることが望ましい。すなわち、目標時刻Ｔｐは、現在の時刻Ｔ１１より時間｛ｔｄ＋（ｔｍ／２）｝だけ後の時刻に設定される。

図１６は、ＲＳＳＩ予測部の内部構成例を示す図である。図１６に示すように、ＲＳＳＩ予測部２３７は、ＲＳＳＩ予測処理部２６１、遅延器２６２、次サンプル予測部２６３および予測テーブル生成部２６４を備える。また、記憶部２１０には、予測テーブル２１２がさらに記憶される。

ＲＳＳＩ予測処理部２６１は、現時刻に測定されたＲＳＳＩ値（現サンプル）と、直前の取得時刻に測定されたＲＳＳＩ値（前サンプル）と、次の取得時刻におけるＲＳＳＩ値の予測値（次サンプル）とに基づいて、目標時刻ＴｐにおけるＲＳＳＩ値（ＲＳＳＩ予測値）を予測する。この予測は、補間演算によって実行される。例えば、ＲＳＳＩ予測処理部２６１は、ＲＳＳＩ値の前サンプル、現サンプルおよび次サンプルに基づいて近似関数を生成し、その近似関数に対して目標時刻Ｔｐを入力することで、目標時刻ＴｐにおけるＲＳＳＩ予測値を算出する。

遅延器２６２は、ＲＳＳＩ値の現サンプルを遅延時間ｔｄだけ遅延させることでＲＳＳＩ値の前サンプルを生成し、ＲＳＳＩ予測処理部２６１と次サンプル予測部２６３に入力する。

次サンプル予測部２６３は、予測テーブル２１２を参照して、ＲＳＳＩ値の現サンプルと、遅延器２６２から入力されるＲＳＳＩ値の前サンプルとに基づいてＲＳＳＩ値の次サンプルを予測し、ＲＳＳＩ予測処理部２６１に入力する。

予測テーブル２１２は、ＲＳＳＩ値の現サンプルおよび前サンプルの組み合わせに対して、次サンプルの予測値が対応付けられたテーブル情報である。
予測テーブル生成部２６４は、複数の取得時刻において取得されたＲＳＳＩ値に基づいて、予測テーブル２１２を最適化する。

図１７は、ＲＳＳＩ予測処理部の内部構成例を示す図である。図１７に示すように、ＲＳＳＩ予測処理部２６１は、乗算器２８１～２８３と加算器２８４を備える。
乗算器２８１は、遅延器２６２から入力されるＲＳＳＩ値の前サンプルと、係数Ｃ１とを乗算する。乗算器２８２は、データ分離部２２１から入力されたＲＳＳＩ値の現サンプルと、係数Ｃ２とを乗算する。乗算器２８３は、次サンプル予測部２６３によって予測されたＲＳＳＩ値の次サンプルと、係数Ｃ３とを乗算する。加算器２８４は、乗算器２８１～２８３による各乗算結果を加算し、その加算値を、目標時刻ＴｐにおけるＲＳＳＩ予測値として出力する。

ここで、係数Ｃ１～Ｃ３は、目標時刻ＴｐにおけるＲＳＳＩ予測値を補間演算によって算出するための重み係数であり、例えば、ｓｉｎｃ関数の係数として、目標時刻Ｔｐに基づいてあらかじめ求められる。

以下、図１６を参照して説明を続ける。
予測テーブル生成部２６４は、遅延器２７１，２７２、ＲＳＳＩ予測部２７３および適応制御部２７４を備える。

遅延器２７１は、データ分離部２２１から入力されたＲＳＳＩ値を遅延時間ｔｄだけ遅延させ、ＲＳＳＩ予測部２７３、遅延器２７２および適応制御部２７４に入力する。遅延器２７２は、遅延器２７１から入力されたＲＳＳＩ値をさらに遅延時間ｔｄだけ遅延させ、ＲＳＳＩ予測部２７３と適応制御部２７４に入力する。

ＲＳＳＩ予測部２７３は、予測テーブル２１２において、遅延器２７１から入力される第１のＲＳＳＩ値と、遅延器２７２から入力される、第１のＲＳＳＩ値より１サンプル前の第２のＲＳＳＩ値とに対応付けられたＲＳＳＩ値の予測値（第３のＲＳＳＩ値）を読み出す。この第３のＲＳＳＩ値は、現時刻から１サンプル前のＲＳＳＩ値である第１のＲＳＳＩ値と、現時刻から２サンプル前のＲＳＳＩ値である第２のＲＳＳＩ値とを基に予測された、現時刻のＲＳＳＩ値の予測値である。ＲＳＳＩ予測部２７３は、読み出した第３のＲＳＳＩ値（予測値）を適応制御部２７４に入力する。

適応制御部２７４は、ＲＳＳＩ予測部２７３から入力された現時刻のＲＳＳＩ値の予測値と、データ分離部２２１から入力された現時刻のＲＳＳＩ値（測定値）とを比較する。適応制御部２７４は、これらの比較結果に基づき、ＲＳＳＩ値の予測値と測定値との誤差が小さくなるように、予測テーブル２１２に登録された出力値のうち対応する出力値を適正化する。前述のように、予測テーブル２１２には入力値としてＲＳＳＩ値の現サンプルおよび前サンプルの組み合わせが設定されている。出力値の適正化では、現サンプルとして遅延器２７１からの第１のＲＳＳＩ値と、前サンプルとして遅延器２７２からの第２のＲＳＳＩ値との組み合わせに対応付けられた出力値が適正化される。

図１８は、予測テーブル生成部の適応制御部の内部構成例を示す図である。図１８では、説明をわかりやすくするために、予測テーブル生成部２６４内の他の構成要素と予測テーブル２１２も併記している。

適応制御部２７４は、減算器２９１、乗算器２９２および加算器２９３を備える。
減算器２９１は、データ分離部２２１から入力されたＲＳＳＩ測定値から、ＲＳＳＩ予測部２７３によって予測されたＲＳＳＩ予測値を減算する。

乗算器２９２は、減算器２９１による減算結果に対して、あらかじめ設定された係数μ２を乗算する。係数μ２は、予測テーブル２１２の出力値のアップデート率（増加率または減少率）を示す値である。係数μ２としては、出力値が極端に増減しないように、０より大きく、かつ、１．０より十分に小さい値に設定される。

加算器２９３は、ＲＳＳＩ予測部２７３によって予測されたＲＳＳＩ予測値に、乗算器２９２による乗算結果を加算する。
適応制御部２７４は、予測テーブル２１２において、現サンプルおよび前サンプルとしてそれぞれ遅延器２７１，２７２から出力されたＲＳＳＩ値に対応付けられた出力値を、加算器２９３による加算結果によって更新する。この処理により、ＲＳＳＩ予測部２７３からのＲＳＳＩ予測値が、データ分離部２２１からのＲＳＳＩ測定値より大きい場合には、予測テーブル２１２における対応する出力値が、ＲＳＳＩ予測値とＲＳＳＩ測定値との差分の大きさに応じた値だけ減少される。一方、ＲＳＳＩ予測部２７３からのＲＳＳＩ予測値が、データ分離部２２１からのＲＳＳＩ測定値より小さい場合には、予測テーブル２１２における対応する出力値が、ＲＳＳＩ予測値とＲＳＳＩ測定値との差分の大きさに応じた値だけ増加される。

以上の図１６～図１８に示した構成により、予測テーブル２１２に基づき、次サンプル予測部２６３によってＲＳＳＩ値の次サンプルが予測されるとともに、予測テーブル生成部２６４によって予測テーブル２１２が最適化される。時間経過に伴って予測テーブル２１２が最適化されることで、次サンプル予測部２６３の予測精度が向上し、それに伴って、ＲＳＳＩ予測処理部２６１による目標時刻ＴｐでのＲＳＳＩ予測値の予測精度も向上していく。ＲＳＳＩ予測処理部２６１での予測精度が向上することにより、可用帯域推定部２３１による可用帯域の推定精度も向上していく。その結果、可用帯域の推定値に基づく画像伝送レートの制御レスポンスを高め、なおかつその制御の精度を向上させることができる。

ところで、予測テーブル２１２は、２つのＲＳＳＩ入力値の組み合わせのそれぞれに対してＲＳＳＩ出力値が対応付けて記憶されることから、データサイズが大きい。そこで、予測テーブル生成部２６４の構成として次の図１９のような構成を採用することで、予測テーブル２１２のデータサイズを削減することが可能となる。

図１９は、予測テーブルのデータサイズを削減するための構成例について示す図である。図１９に示すように、予測テーブル生成部２６４には、減算器２７５がさらに追加される。

図１９では例として、ＲＳＳＩ値が８ビットで表されるとする。この場合、遅延器２７１，２７２から出力されるＲＳＳＩ値も８ビットのデータとなる。また、ＲＳＳＩ予測部２７３における現サンプルの入力値としても、遅延器２７１からの８ビットのＲＳＳＩ値が入力される。

一方、減算器２７５は、遅延器２７１からの８ビットのＲＳＳＩ値と、遅延器２７２からの８ビットのＲＳＳＩ値との差分を計算することで、ビット数を例えば６ビットに減らしたＲＳＳＩ値を生成する。生成された６ビットのＲＳＳＩ値は、ＲＳＳＩ予測部２７３における前サンプルの入力値として入力される。

このような構成により、予測テーブル２１２のアドレスのビット数（ＲＳＳＩ入力値の合計ビット数）を削減できる。その結果、予測テーブル２１２のデータサイズを削減できる。また、ＲＳＳＩ値のあるサンプルとその前のサンプルとの間では、値が大きく変化する可能性は低い。このため、上記の減算器２７５によってＲＳＳＩ入力値の一方のビット数を減らしても、予測テーブル２１２を用いた予測精度が低下する可能性は低い。すなわち、上記構成により、予測精度を低下させることなく、予測テーブル２１２のデータサイズを削減できる。

なお、上記の各実施の形態に示した装置（例えば、画像送信装置１，１００、画像伝送制御装置４、サーバ２００）の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、各装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供され、そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、磁気記憶装置、光ディスク、半導体メモリなどがある。磁気記憶装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、磁気テープなどがある。光ディスクには、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc：ＢＤ、登録商標）などがある。

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤなどの可搬型記録媒体が販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムまたはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムにしたがった処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムにしたがった処理を実行することもできる。また、コンピュータは、ネットワークを介して接続されたサーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムにしたがった処理を実行することもできる。

上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。

１ 画像送信装置
２，３ 無線通信装置
４ 画像伝送制御装置
１１ 記憶部
１２ 制御部
２１ 関係情報
Ｓ１～Ｓ５ ステップ

Claims (9)

1. 無線伝送路から信号を受信したときの受信信号強度と、前記無線伝送路におけるデータ伝送の可用帯域との対応関係を示す関係情報を記憶する記憶部と、制御部とを有し、
   前記制御部は、
   画像データを送信する画像送信装置との間で、前記無線伝送路を含む通信経路を介して通信しているときの前記受信信号強度の測定値を取得し、
   前記測定値と前記関係情報とに基づいて前記無線伝送路での第１の可用帯域を推定し、
   前記第１の可用帯域に基づいて、前記画像送信装置における画像データの伝送レートを調整するための制御情報を生成して前記画像送信装置に送信し、
   前記制御情報が反映された画像データを前記画像送信装置から受信すると、受信した画像データに基づいて前記無線伝送路での第２の可用帯域を測定し、
   前記第１の可用帯域と前記第２の可用帯域との比較結果に基づいて前記関係情報における前記対応関係を最適化する、
   画像伝送制御装置。
2. 前記対応関係の最適化では、
   前記第１の可用帯域が前記第２の可用帯域より大きい場合には、前記関係情報において前記測定値に対応付けられた可用帯域の値を減少させ、
   前記第１の可用帯域が前記第２の可用帯域より小さい場合、および、前記第１の可用帯域が前記第２の可用帯域と等しい場合には、前記関係情報において前記測定値に対応付けられた可用帯域の値を増加させる、
   請求項１記載の画像伝送制御装置。
3. 前記第１の可用帯域は、前記関係情報において前記測定値に対応付けられた可用帯域である、
   請求項１または２記載の画像伝送制御装置。
4. 前記第１の可用帯域の推定では、
   前記測定値と、前記測定値の取得前に測定された前記受信信号強度についての１以上の他の測定値とに基づいて、前記測定値の取得時刻から所定時間後における前記受信信号強度の第１の予測値を算出し、
   前記関係情報において前記第１の予測値に対応付けられた可用帯域を前記第１の可用帯域として出力する、
   請求項１または２記載の画像伝送制御装置。
5. 前記第２の可用帯域は、前記第１の可用帯域の推定から所定の遅延時間が経過した後に前記画像送信装置から受信した画像データに基づいて測定され、
   前記所定時間の長さは、前記遅延時間以上である、
   請求項４記載の画像伝送制御装置。
6. 前記受信信号強度は、一定時間間隔の測定タイミングごとに測定され、
   前記第１の予測値は、直近の第１の測定タイミングで測定された前記測定値と、前記第１の測定タイミングより前の第２の測定タイミングで測定された前記受信信号強度の第１の他の測定値と、前記第１の測定タイミングより後の第３の測定タイミングで測定される前記受信信号強度の第２の予測値とに基づいて算出され、
   前記第２の予測値は、第４の測定タイミングで測定される前記受信信号強度と、前記第４の測定タイミングより前の第５の測定タイミングで測定される前記受信信号強度との組み合わせと、前記第４の測定タイミングより後の第６の測定タイミングで測定される前記受信信号強度との対応関係を示す他の関係情報に基づいて算出される、
   請求項４または５記載の画像伝送制御装置。
7. 前記制御部は、さらに、
   前記測定値と、前記第１の他の測定値と、前記第２の測定タイミングより前の第３の測定タイミングで測定された前記受信信号強度の第２の他の測定値とに基づいて、前記他の関係情報を最適化する、
   請求項６記載の画像伝送制御装置。
8. コンピュータが、
   画像データを送信する画像送信装置との間で、無線伝送路を含む通信経路を介して通信している状態において、前記無線伝送路からの受信信号強度の測定値を取得し、
   前記受信信号強度と、前記無線伝送路におけるデータ伝送の可用帯域との対応関係を示す関係情報を参照して、前記測定値と前記関係情報とに基づいて前記無線伝送路での第１の可用帯域を推定し、
   前記第１の可用帯域に基づいて、前記画像送信装置における画像データの伝送レートを調整するための制御情報を生成して前記画像送信装置に送信し、
   前記制御情報が反映された画像データを前記画像送信装置から受信すると、受信した画像データに基づいて前記無線伝送路での第２の可用帯域を測定し、
   前記第１の可用帯域と前記第２の可用帯域との比較結果に基づいて前記関係情報における前記対応関係を最適化する、
   画像伝送制御方法。
9. コンピュータに、
   画像データを送信する画像送信装置との間で、無線伝送路を含む通信経路を介して通信している状態において、前記無線伝送路からの受信信号強度の測定値を取得し、
   前記受信信号強度と、前記無線伝送路におけるデータ伝送の可用帯域との対応関係を示す関係情報を参照して、前記測定値と前記関係情報とに基づいて前記無線伝送路での第１の可用帯域を推定し、
   前記第１の可用帯域に基づいて、前記画像送信装置における画像データの伝送レートを調整するための制御情報を生成して前記画像送信装置に送信し、
   前記制御情報が反映された画像データを前記画像送信装置から受信すると、受信した画像データに基づいて前記無線伝送路での第２の可用帯域を測定し、
   前記第１の可用帯域と前記第２の可用帯域との比較結果に基づいて前記関係情報における前記対応関係を最適化する、
   処理を実行させる画像伝送制御プログラム。

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