2015 Fiscal Year Annual Research Report
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14J09461
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
藤橋 卓也 大阪大学, 情報科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | マルチビュービデオ / 無線通信 / アナログ/ハイブリッドビデオ伝送 / フレーム人気度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は主にアメリカ・ボストンのMitsubishi Electric Research Laboratories (MERL)に滞在し，無線通信の研究者とともに， 1) 無線ネットワーク上での映像伝送に関する研究に着手した．また，滞在を通して得た知識を通して 2) ロスプローンネットワーク上のマルチビュービデオ伝送に関する研究に取り組んだ．
1) 無線ネットワーク上での映像伝送
近年の無線通信技術は，複数の無線資源（サブキャリア，サブチャネル）を利用することで，通信の高効率化を達成する．一方で，利用可能な無線資源間の通信品質は大きく異なることや，通信品質は時間変化に従って大きく上下することが分かっている．このような無線資源の品質差および時間的な変動は，映像伝送においてクリフ効果，エラー伝播と呼ばれる映像品質の低下をもたらす．本研究では，無線品質差異による品質劣化の抑制および無線品質変動によるクリフ効果を軽減するアナログ/ハイブリッド（グレイスフル）映像伝送手法を提案した．性能評価から，提案手法はクリフ効果による映像品質の急落を防ぐとともに，無線資源の品質差異と各映像情報が持つ映像品質への異なる寄与度を活用することで映像品質の向上を達成することを示した．
2) ロスプローンネットワーク上のマルチビュービデオ伝送
本テーマにおいては，フレームごとの人気度に従って各ビデオフレームのロス耐性を制御する手法を考案した．複数ユーザが同時にマルチビュービデオを視聴する場合，各ユーザの嗜好に応じてフレーム間に異なる要求の重なり（人気度）が生じることが分かっている．このとき，あるフレームが伝送時に損失すると，人気度に合わせて全体品質に異なる影響を与える．本研究では，損失フレームによる影響を緩和するために，人気度に応じたフレーム保護手法を提案した．性能評価を通して，より多くのユーザが視聴するフレームを保護する方法が約12 dB以上の品質維持を達成する．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
1)については，まずは基礎的な検討として，Xiph.orgが提供する世界的なテストビデオシーケンス，MATLABを用いた性能評価から，無線伝送路に品質差異がある場合，時間的に変動する場合，ランダムにパケットロスが発生する場合のいずれにおいても，提案手法が既存手法と比較して高映像品質を達成できることを明らかにした．本研究成果は，現在，マルチビュービデオ，自由視点映像環境下への展開を進めているとともに，無線通信分野における著名な国際会議であるIEEE GLOBECOM 2015およびIEEE ICC 2016にそれぞれ論文が採択されている．また，本研究成果をまとめた論文は現在IEEE Transactions on Multimediaに投稿済みであり，現在，レビューが進められている．
2) については，マルチビュービデオエンコーダJMVCおよびMERLが提供するマルチビュービデオシーケンスを用いた性能評価から，人気度にしたがったフレーム保護手法を用いたマルチビュービデオ伝送手法は既存手法と比較してユーザ全体の品質を高く維持できることを明らかにした．本研究は，現在，より実環境に向けた評価を進めるとともに，IEEE Transactions on MultimediaおよびIEICE Transactions on Communicationsへの投稿に向けて準備を進めている．
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は主にMERLの研究者らと共同で 1) 無線ネットワーク上での単一視点/複数視点映像伝送 について進めるとともに，2) ロスプローンネットワーク上のマルチビュービデオ伝送，3）高遅延ネットワーク上での映像伝送に関して性能評価を中心に取り組んでいく予定である．
1)については，アナログ/ハイブリッド映像伝送をマルチビュービデオ環境に拡張することで，無線通信品質の変動に対して耐性があるマルチビュービデオ伝送を実現する．その後，実環境における提案手法の性能を評価するために，ソフトウェア無線機USRPを用いたトレースドリブンシミュレーションを行う．
2)については，より現実な環境下において，提案手法が既存手法と比較して高い映像品質を達成可能であるか評価する．具体的には，ネットワークシミュレータNS3を用いて，実際のネットワークで起こりうる遅延変動や輻輳が比較手法および提案手法にもたらす影響について明らかにする．
3)については，MATLABおよびネットワークシミュレータOMNet++を用いた性能評価を通して，水中音響ネットワークなどの高遅延環境においては，ユーザのカメラ切り替え方法が受信映像品質や伝送トラヒック，継続的な映像再生にどのような影響をもたらすかを議論する．
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