Transcript DVTSによるマルチメディア通信の実験的研究

DVTSによるマルチメディア通信
の実験的研究
麗澤大学 国際経済学部 4年
林研究室所属
綾野 菜穂子 大塚由夏
渡辺 裕子 万代 雅裕
研究目的
• DVTSの利用環境を構築する
• DVTSの性能評価を行なう
• 実験を通じて、今後の応用へ発展させる
技術背景
• デジタルビデオ技術の向上
• DV機器とPCの接続インターフェイスの開発
• DVビデオ・レコーダでA/D変換
• IEEE1394インターフェイス・カードで接続
DVTSの概要
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Digital Video Transport Systemの略
DVデータを非圧縮で実時間転送する
TV並みの高品質動画像
30～40Mbpsの帯域を使用する
従来に比べて安価に構築できる
Wideプロジェクトによって開発されている
DVTSの構成
DV over RTP
（Internet）
DV over IEEE1394
DV over IEEE1394
パケットの流れ
送信側
DVデータ 80Byte・・・
受信側
IEEE1394
RTP
UDP
IP
IEEE1394
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AV機器のデータ転送に適した規格
転送速度（最高400Mbps）
PnP機能が装備
プリンタや、スキャナなどのコンピュータ周辺
機器の接続も可能
• ネットワーク・インターフェイスとしても活用
RTP（Real-time Transport Protocol）
• 映像や音声の情報を転送することを目的に
設計
• 時間単位でデータをパケットに分割し、パケッ
トにデータの時間情報を付加して転送
• トランスポート層プロトコルにUDPを利用し、
IPマルチキャストに対応
RTP（Real-time Transport Protocol）
RTPの機能
• 伝送するデータの種類を識別する情報
• タイムスタンプ
• シーケンシャル番号
RTCP（Real-time Transport Control
Protocol）
• RTPを利用して通信しているホスト間で通信
状況を交換
• 通信状況からトラフィック増加を避ける
• 転送速度の調節などを行う
• 実際の制御は上位アプリケーションが行う
実験装置
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必要な装置
IEEE1394インターフェイス・カード
IEEE1394ケーブル
市販のDVカメラ
PC（PentiumⅡ以上）
DVTSソフトウェア
• フリーソフトである
• 各OS向けに開発が行われている
Windows XP
Linux
Free BSD
Windows 2000
Mac OS X
Net BSD
DVTSのインストール
• 圧縮ファイルを解凍
• インストーラーに従ってインストール
DVTSのインストール
機能一覧
send（送信）
• フレームレート設定（30～1fps）
• 使用するUDPポート設定（5004～65535）
• プレビュー表示
機能一覧
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receive（受信）
解像度設定
（720×480 360×240 180×120
88×66）
ウィンドウサイズ設定
（720×480 360×240 180×120
88×66）
IPマルチキャスト
パケットロス率表示
実験結果と評価
実験一覧表
• 現在までの実験経過
実験1 第19回KIUフォーラム
• DVTS長時間運用の実証
実験2 麗澤大学～東葛テクノプラザ
• 遠隔地伝送による実時間性の実証
実験一覧表
実験構成
結果
判定
①Linux – Linux
・共同研究室内（クロスケーブルで2台を接
続）
・dvrecv → DVカメラに出力
・DVカメラには、穴あき画像が表示
された
・画像は全体的に暗い感じ
×
②Linux – Linux
・共同研究室内（クロスケーブルで2台を接
続）
・メディアコンバータを介してTVに出力
・dvrecv → TVに出力
・TVには、画像も音声も出力されな
かった
×
③Linux – Linux
・共同研究室内（HUBを1台はさむ）
・xdvshow → ディスプレイに出力
・発色が悪く、画像が粗かった
・受信中に映像が乱れるなど不安定
だった
・音声を全く聞き取れなかった
×
④Linux – Linux
・共同研究室内（HUBを1台はさむ）
・更新されたxdvshowを使用
・xdvshow → ディスプレイに出力
・発色が良くなり、画像は良好であった
・音声は、多少の遅延が生じるものの、会
話が出来る程度であった
△
⑤Linux – Linux（双方向）
・共同研究室内（HUBを1台はさむ）
・使用するUDPポートを指定
・転送レートを変更（30～1fps）
・xdvshow → ディスプレイに出力
・転送レートを下げていくと、画像と音声
の品質は変わらないが、フレーム落ちが
目立った
・ハウリング現象がおこった
△
⑥Linux – freeBSD
・共同研究室～B棟2F機会室（HUBをはさ
む2台）
・転送レートを変更
・xdvshow → ディスプレイに出力
[Linux]
・送受信可能であった
・画像は良好であった
・音声は雑音が発生し、言葉は聞き取れ
なかった
[freeBSD]
・フルレートの受信は出来なかった。
・送信側の転送レートを15fpsに下げるこ
とによって受信が可能になった
△
⑦Linux – WindowsXP（一方向）
・共同研究室内（HUBを1台はさむ）
・xdvshow → ディスプレイに出力
[WindowsXP]
・画像音声ともに良好であった
・実時間転送が可能であった
[Linux]
・WindowsXPほどではないが、画像音
声ともに良好であった
○
⑧WindowsXP – WindowsXP（双方向）
・共同研究室～林研究室（HUBを2台はさむ）
・パケットロス率を計測
・画像音声ともに良好であった
・ハウリング現象がおこった
・実時間転送が可能であった
・パケットロス率は、ほぼ0％であった
○
⑨WindowsXP – WindowsXP（双方向）
・林研究室～1304教室
・CPU使用率を計測
・ネットワーク使用率を計測
・画像音声ともに良好であった
・ハウリング現象がおこった
・CPU使用率は、60～80％程度
・ネットワーク使用率は、60～70％程度
○
⑩WindowsXP – WindowsXP（双方向）
・麗澤高校内LAN
・長時間の運用実験
・CPU使用率の計測
・ネットワーク使用率計測
・画像音声ともに良好だった
・ハウリングがおこった
・約7時間に及ぶ連続稼動が行えた
・CPU使用率は、60～80％程度
・ネットワーク使用率は、60～70％程度
○
⑪WindowsXP – WindowsXP
・林研究室～東葛テクノプラザ4F㈱エルテル
・遠隔地伝送による実時間伝送の実証
・画像はモザイクのように乱れた
・音声は全く聞こえなかった
・パケットロス率99％だった
×
⑫WindowsXP – WindowsXP
・麗澤大学マシンルーム ～
東葛テクノプラザ４F㈱エルテル
・遠隔地伝送による実時間伝送の実証
（直線距離約8km 回線距離約30km）
・画像音声ともに良好だった
・ハウリングがおこった
・卓上時計の秒針が実時間で伝送され
ていることが分かった
○
○ ほぼ良好に動作する △ 一部のぞいて動作した × ほとんど動作しなかった
実験1 第１９回KIUフォーラム
日時
• 2002年1月25日（土）
• AM9:00～PM17:00
実験場所
• 麗澤高等学校
測定項目
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長時間運用における耐久性の測定
実時間性の測定
ネットワーク使用率
PCのCPU使用率
使用PCスペック
タイプA
CPU
AMD AthlonXP 1600+
メモリ
DDRAM PC2100 256MB
HD
IBM 40GB
グラフィックス Geforce2 MX400 64MB
IEEE1394
Logitec LHA1394-L
NIC
3Com 100Mbps対応
使用PCスペック
タイプB
CPU
Intel Pentium4 2.0GHz
メモリ
DDRAM PC2100 512MB
HD
SEAGATE 40GB
グラフィックス Geforce2 MX400 64MB
IEEE1394
Logitec LHA1394-L
NIC
オンボード 100Mbps対応
実験構成
発表会場側
展示会場側
100Mbps
A
送受信
B
100Mbps
実験1 結果
• CPU使用率（タイプB）
実験1 結果
• ネットワーク使用率（タイプB）
実験1 結果
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約７時間の長時間動作が行えた
高品質の動画像伝送を行えた
一拍ほどの音声の遅延が起こった
ハウリング現象が見られた
実験1 考察
• ハウリング現象の対策として、エコーキャンセ
ラの導入を検討する
• 広い会場での音拡散の対策として、集音マイ
クの導入検討する
• カメラの移動性向上への対策として、ノート
PCを活用する
実験2 麗澤大学～東葛テクノプラザ
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日時
1月28日（火）
AM10:00～PM0:30
実験場所
林研究室
麗澤大学マシンルーム
東葛テクノプラザ4F ㈱エルテル
実験2 測定項目
• 実時間性の調査
（卓上時計を使用しての実験）
• PCのCPU使用率
• ネットワーク使用率
実験2-1 実験構成
東葛テクノプラザ側
UTP
100Mbps
光
ケ
ー
ブ
ル
IEEE1394
麗澤大学側
KIU対外ルータ 10Mbps
UTP
100Mbps
林研究室
IEEE1394
実験2-1 結果
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ほとんど通信が不可能になった
モザイクがかかったような映像になった
音声は全く聞こえなかった
パケットロス率が99％であった
実験2-1 パケットロスの原因
• 途中の経路にて、KIU対外ルータにパケット
が流れた可能性がある
• KIU対外ルータは10Mbps対応のものであり、
伝送されてくるパケットの処理が追いつかなく
なったと考えられる
実験2-2 実験構成
東葛テクノプラザ
UTP
IEEE1394
光
ケ
ー
ブ
ル
UTP
IEEE1394
麗澤大学マシンルーム
実験2-2 結果
• CPU使用率（タイプA）
実験2-2 結果
• ネットワーク使用率（タイプA）
実験2-2 結果
• ギガビットネットワークを利用した高品質動画
像伝送が行えた
• 時計の秒針の遅延もなく、実時間性が実証で
きた
実験2-2 考察
• 使用する回線に光ケーブルとUTPケーブル
の2種類のケーブルが存在していてもDVTS
が正常に動作することが分かった
• 回線距離が30kmの場合でも実時間伝送が
可能であることが分かった
まとめ
• 長時間稼動が可能
• 遠隔地間における実時間伝送が可能
• ハウリング現象への対応
エコーキャンセラの導入
• カメラの移動性向上への対応
ノートPCの活用
今後の展開
• 林研究室～東葛テクノプラザでの再実験
• IPマルチキャストを用いた実験
• 製品化されたDVTSを用いた実験
ご清聴ありがとうございました