A Study on Encoding and Transmission Designs for Multi-view Video Streaming

 本研究では，マルチビュービデオの効率的なネットワーク伝送に関して取り組んでいる．ネットワークを通じて複数のカメラ映像を配信するマルチビュービデオシステムは，あたかも別の場にいる錯覚をもたらす超臨場感システムを実現する基礎技術の1つとして期待されている．マルチビュービデオシステムの発展は1）オリンピックなどにおける没入型エンターテイメント，2）テレプレゼンスを活用した弱者支援，3）定点カメラ・クルマやロボットに搭載されたカメラ映像を用いた産業活性化に貢献することができる．

 既存のマルチビュービデオシステムに関する技術研究は，有線回線で接続された単一ユーザへの配信を前提として設計されている．しかしながら，マルチビュービデオを多くの応用で利活用するためには，A）多数ユーザへの同時配信によって生じる多大な通信トラヒックに対処する伝送手法，B）モバイル視聴機器への高品質映像伝送手法の開発がそれぞれ必要となる．本研究では，ユーザ環境の多様化に対処し，多数の利用者への配信を可能とするマルチビュービデオシステムの基礎を確立するために，以下の2研究に取り組んだ（図）．

A）多数ユーザへの対処
 マルチビュービデオシステムでは，カメラ台数の増加だけでなく，同時視聴ユーザ数の増加に伴って通信トラフィックが急激に増加する．本研究では，ユーザ数増加によるトラヒック増加を抑制するために，各ユーザからの周期的なフィードバック情報を利用する伝送手法を開発した．具体的には，各ユーザから通知されるフィードバック情報を元にして，全カメラ映像を複数ユーザが必要とする共通フレームと各ユーザが独自に必要とする非共通フレームに分割するとともに，これらのフレームをユニキャストとマルチキャストを組み合わせて複数ユーザに伝送する．Mitsubishi Electric Research Laboratoriesが提供するテストビデオシーケンス，ITU-TおよびISO/IECが提供するマルチビュービデオエンコーダを用いた性能評価から，10ユーザが同時視聴するとき，約79.0%の通信トラヒックを削減することを明らかにした．

B）モバイル視聴端末への対処
 近年の無線通信では，異なる通信品質を有する複数の無線資源（サブキャリア）を同時に用いてデータを送信する直交周波数分割多重方式（OFDM）が広く用いられている．OFDMを用いてマルチビュービデオを伝送する場合，通信品質が悪いサブキャリアで生じるデータ損失によって各カメラ映像の品質が著しく劣化する．本研究では，各カメラ映像の損失時に生じる映像品質への影響と各サブキャリアの通信品質を勘案して，各カメラ映像を適応的にサブキャリアに割り当てて送信する伝送手法を設計した．ソフトウェア無線機USRPを用いてトレースした実際のサブキャリア品質に基づく性能評価から，提案手法によって映像品質（PSNR）を約6.9dB高く維持できることを明らかにしている．