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 • • • • • • 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 • • • • 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 • • • • 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 • • • • • • 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 • • • • 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 • • • • 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 • • • • • 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 • • • • 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
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