Title 沖縄大学におけるテレビ会議システムの構築および運用品質の評価方法について
Author(s) 仲松, 亨
Citation 沖縄大学マルチメディア教育研究センター紀要 = TheBulletin of Multimedia Education and Research Center, University of Okinawa(4): 35-45
Issue Date 2004-03-31
URL http://hdl.handle.net/20.500.12001/6382
沖縄大学におけるテ レビ会議システムの構築
および運用品質の評価方法について
仲松 亨 沖縄 尚学高等学校 概 要 本稿では沖縄大学で行われた法政大学 とのテレビ会議 システムを使 った遠隔教育の事例報告を行 う｡ まず実際の環境構築の様子 を解説 し､つ ぎに当 日の流れを迫って説明する｡その際､限 られた環境な り の環境構築の方法について述べたい｡その後､品質評価 について説明 し､主 に音声部分の評価 を行 うた めには どのようなデータが必要かを提案す る｡Co
ns
t
r
uc
t
i
o
no
fTVc
o
nf
er
e
nc
es
ys
t
e
m i
nOki
na
waUni
v
e
r
s
i
t
ya
ndt
he
me
t
hodo
fQo
s
(
Qua
l
i
t
yo
fSe
r
vi
c
e
)e
v
a
l
ua
t
i
o
n
NakamatsuTburu
OkinawashogakuHighschool
Abstruct
ThisreportcontainsthecasestudyiaboutadistancelearningcarriedoutbetweenOkinawaUni -versityandHoseiUniversitywithTV conferencesystem ontI heInternet.Describingthatmethodof connectingandresultoftele-meetingl●nthelimitedresource,Iexplainedthetipsinthelimitedsitua -tion,丘nancialandmechanicalcondition.A洗erdescribingtheestimatingtheQoS(qualityofservice) oftele-meetingl●nthedistancelearnl●ng,thekindofarowdatathatwasnecessaryandeffectivefor estimatingwassuggestedinthisreport.
-ｌはじめに■
本稿は沖縄大学で行われた一連のテレビ会議システムを使った遠隔教育の事例報告を行った のち、限られた環境の中でのインターネットを使用したテレビ会議の品質評価を行うためには どのようなデータを集めればよいかを提言したいと思う。本稿ではインターネットを使ったテ レビ会議というものを聞いたことはあるが、使ったことは無い、あるいは構築したことが無い が、これから必要と感じている人を対象に必要な機材、およびテレビ会議システムでの評価方 法を挙げ、これからテレビ会議をした後に客観的および主観的に評価するにはどのようなデー タを集めればよいかを提案したい。なお本件においても十分に評価できるだけのデータを集め ることができなかったので本件の評価は差し控えるが、次回の運用においての評価の足がかり としたい。 Ｌlこれまでの流れ 沖縄大学では光ファイバーを利用し、インターネットを介して遠隔地とのテレビ会議を実験 的におこなった。以下のような実験である。 Ｌ沖縄県名護市の名護高等予備校とを結んで受験生を対象におこなわれた大学広報 2.岩手県陸前高田市でおこなわれた国際日本学サテライトシンポジウムの参加 3.沖縄大学でおこなわれた公開授業のインターネット配信 これらの３つはそれぞれ利用形態は違うがインターネットを使ったリアルタイムコミュニケー ション技術によって行われた実験である。今回は相互通信の度合いが高かった「２．岩手県陸 前高田市で行われた国際日本学サテライトシンポジウムの参加」を具体的に取り上げる｡まず 沖縄大学での環境構築体制、受けて側の環境構築までの流れを報告し、その次に実際の運用場 面、そして課題と提案を行いたい。 、沖縄大学での環境構築 テレビ会議が行われる教室はＬＡＮの環境しかなく、外部ともつながっていない状況にあり、 普段はゼミ室およびスタンドアローンのＰＣが数台という状況であった。 1.2.1テレビ会議に必要な機材 この中で最低限必要なものとしては、コンピュータ機材と映像機材の２種類に分けられろ。 コンピュータ機材の内訳として、データを送受信するためのネットワーク機器と映像を送受信 するためのコンピュータが必要となる。 -３６－ネットワーク機器として ゜外部から引っ張ってきた線を中継するルーター 。－本の線から複数のコンピュータに分散させるハブ 送受信のコンピュータとして ・汎用コンピュータ
・動画を圧縮するためのハードウェア（ソフトウェアで代用する場合もある）
・動画を送信するためのソフトウェア（いわゆるサーバソフトウェアである）
また映像機器としては、音声系と映像系に分けられる。 映像系として、 ・撮影するためのピデオカメラ、三脚、ライト 音声系として、 ・マイク、音声ミキサー、出演者向けのモニタースピーカー、また複数台のカメラを使用するのであればスイッチャーが必要となる。
加えてこれらの機材に耐えうる電源が必要である。またこれらの機材以外にもインターネットと沖縄大学のネットワークを結ぶための回線、
｡､'←￣ｑしっvﾉﾘ顕'ドルヘフｒＩｌ－Ｄインプーイットと艸縄穴子のネットワークを緒ぶための回線、インターネット上で一意のコンピュータと区別されるためのグローバルIＰアドレスが必要である
(学内ＬＡＮで使用されるＩＰアトルスはローカルIＰアドレスとしていわゆるインターネット上
に存在するコンピュータに一意に与えられていろIＰアドレスとは区別される)。今回はＮＴＴ
の光ファイバーであるＢフレッツを利用し、ＩＰアドレスはスケジュールの制約上、当初はグ
ローバルIＰをひとつ契約した。 具体的には次の機材の購入を行った。 ・クライアント用コンピュータ２台・サーバー用コンピュータ２台（配信用、バックアップ用）
・動画キャプチャーハードウェア ・ＣＣＤカメラ２台 ・デジタルビデオカメラ１台 -３７－。プロジェクター２台 ・スクリーン１台 ・ルーター１台 ・スイッチングハブ２台 。ケーブル類１２本 これらの機材を沖縄大学国際コミュニケーション学科内メディアルームおよび同学サーバー 室。マルチメディア教育研究センター事務室に図ｌのように配置した。 ：
蕊
卍・’…‐・‐コー・紗４鵜
灘
ＬＩｎｕｘ ＲＢｄｈ臼t73 Realmedla 10.00102.Ns侭i蝉
ﾛ屯! 各端末室へｈｒｉｒｉ
Ｈｚ１:当讐f鄭ら叉1--漿藷一
『Ｉ１ｉｉｉｈＩｉｌＪ 】面 』 』 ■Ｔ】！ メティアルーム E三N 郷侭．… や 加 図１：沖縄大学メデイアルーム内テレビ会議概念図 作成株式会社豊島経営事務所 集中冷却が行える部屋に別途設置した。 サーバー用コンピュータは熱暴走を防ぐため、 －３８－1.2.2作業工程 準備期間： 事前準備期間：７月２８日から８月５日（うち電話会議２日充当） 作業対象期間：８月６日から８月８曰 作業予備曰：８月９日、１０曰 当初は、試験段階もかねて、グローバルIＰを１つ公開する形で設定構築する。（８月４日現在)。 学内接続用ルーターの機能を利用して、配信用サーバーに任意の公開IＰを付与する。なおスケ ジュールとしては９月のはじめに、ＩＰの増設が検討されていろ。● １．８月６曰（水）の作業 ①内装整備・移動 ②機材配置 ③機材動作チェック ④サーバー設定 ⑤ＬＡＮ環境構築 2.8月７日（木）の作業 ①ＷＡＮ構築 ②ＬＡＮ接続との連結 ③テレビ会議プレテスト ④配信プレテスト ３８月８日（金）の作業 ①テレビ会議システムの構築 ②配信システムの構築 ③今後の計画 ④総合検証 尚、今回報告対象 となる陸前高田ではテレビ会議システムへの映像送信はＭｉｃｒ 同、今凹鞭古XT家となる陸別局出ではテレビ会議システムへの映像送信はMicrosoft社製 Netmeetingで送信可能だが、陸前高田側からの映像・音声の受信が出来なかったため、別に RealMedia社製のHelixserverで送信してもらい専用のクライアントソフトで受信した。
加えて他のテレビ会議用ソフトを使用する可能性があったのでいかのようなテストを行った。
①は音声と画質の連携がとれるもっとも簡易に導入できるサービスである。またローカルIＰ が対象アドレスでも交信が可能である。一方で画質の悪さが目立つ。 -３９－② どLI1gt ③ ②は画質、音声ともラグが少なく、ポイントが高いが、両者の環境について限定される場合が 考えられる。ルーターの設定などが必要な場合が検討されろ。 ③と④については、受信するクライアントのスペックに依存する部分がある。指向性マイクの 実験も同時に行い、成功している。③と④のちがいは、コーディングと配信部分を切り分ける かどうかの実験である。時間差は④が少ないのに対して、持続性や平均画質レートは今後の課 題である。 以上が環境構築に必要な機材および作業内容、作業工程となる。 この中で重要なのは外部との接続がうまく行われるかどうかである。つまり接続先のポート
(ポートとはIＰアドレスの下に設けられた補助アドレス。複数のコンピュータが同じホストに
同時に通信するために、ホストを特定するIＰアドレス以外に補助アドレスとして複数のポート番号を持つ(RFC1078)。たとえばWebsite閲覧のためのポート(HTTP)は80番、データ転
送用のためのポート(FTP)は20番、遠隔操作のためのポート(Telnet)は23番と決まってい
ろ)にアクセス可能かを調べることである。通常インターネットにアクセスできるかを調べると
き、あるいは特定のホストにアクセス可能かを調べるときにはその組織のWebsiteを開いてみるか、ｐingを打ってホストの存在の有無、転送速度などを調べる。しかしテレビ会議において
は通常使用するプロトコルはＨ323(ポート番号は1300番、1718番、1719番、1720番、2517番
であるがH323の種類に依存する※IANA(http://wwwianMrg/assignments/port-numbers/）
のリストから抜粋)やH320、最近ではＳＩＰであるが、テレビ会議システムソフトによっては
特定のポートを指定する場合もある。ＨTTP(HyperTextnansferProtocol)やICMP(IntemetControlMessageProtocol)などのプロトコルで調べ、接続が確認されてもそれ以外のポートが
開いていない場合がある。通常セキュリティー上ホストコンピュータおよびルーターのポート
は必要最小限にとどめられている。大抵はHTTP(Website閲覧用)、ＩMAP(電子メール送受信
用)、ＰＯＰ(電子メール送受信用)である。 やみくもにポートを空けてもセキュリティーの脆弱性につながるので対応するソフトにあわせ て必要なポートだけ空ける必要がある。 -４０－ 種類 ルーム内 ル￣ム 司 3-101ホール 外部と内部 ①YahooMessanger ビデオ会議 ○ ○ ○ ○ ②MSNMessanger ビデオ会議 ○ ○ ③Ｈ －＞ Ｈ 配 ￣一 一 口 ○ ○ ○ ○ ④Ｈ ｔｉ 本配’￣ 一 一 口 ○ ○ ○ ○岩手県陸前高田市でおこなわれた国際曰本学サテライトシンポジウムの
参加 概要 1.3 1.3.1沖縄と陸前高田とドイツを、東京を共通の中継点とし結び、質疑応答やコメントにおいて、
サテライトシンポジウムに参加する。場所は岩手県陸前高田キャピタルホテル10002Ｆ大会場、日時は平成15年８月１５日～平成15年８月１７日１３:00～17:００までの４時間を予定。
１３．２技術項目前述のとおり中継地点である東京とのやり取りは送信はNetmeeting、受信はHelixで受信を
行う。Helixはテレビ会議用ソフトではなく一斉配信用ソフトなので送信の遅延というよりも
止まらず、質の高い動画・音声を送ることに優先順位が与えられている。そのためにテレビ会
議に必要な質をどう補完するかを考える必要がある。 1.3.3前準備事前に接続先のIＰアドレスを教えてもらい、接続テストを行う。遅延、切断を長時間の接続
テストにより行う。また受信の方もクライアントコンピュータが同時間接続が可能かを検証。
1.3.4当日のうごき １０:００沖縄との連携テスト ルーターの変更は不可能 センター室があかないため吉川先生の研究室からNetmeetingで東京の中継ポイントにアクセス状態
①グローバルIＰが取得できない →ＬＡＮ構成のため ②ルーター設定ができない ③カメラの表示が逆転→沖縄において送信はできるが、陸前などの画像および音声が受信でき
ない。→Netmeeting単体での利用は不可能。特に質問や応答を求められる場面
において厳しい -４１－12:３０本番30分前 Netmeeting＋Helix方式の準備完了（図２を参照） １３:ＣＯ～1３２５
繊褥繍鐡
□！ログ①②▼ﾛｳﾞｰﾁﾞｧ伊ｸｰｳﾞﾀﾞｸﾞのげひqP
⑰ＰＴ ニヴ●￣P 今回は使用せず ■■ 舐グ゛ 、クヴ 公づゆＰグｓＰ１Ｐ ＡＴ ゲヴ ゴ孕到Pのび｣Ｐ Ｓひび ■Ｆ ■ＰＰ げひ簿………霧鱗;一一-－－－－
会ゲザテ韓
図２：陸前高田とセッション時のテレビ会議システム概念図 作成株式会社ＴＯＳＹＭ 13:0０スタート 中継（東京会場沖縄会場ドイツ会場） 成功：沖縄では、電話をかけながら応対、Netmeetingで発信、Helixで受信 映像記録済（ＤＶカメラ） 失敗：ドイツでは、東京との更新がうまくできていない。ドイツー東京間での障害 １３:２０コメント部分が終わったため、沖縄において、Helixに受信システムを移行する。１７:００ まで。14:３０陸前1Ｆフロアーにて、ＰＨＳカードでシンポジウムの様子をHelixServerより受信
(32k） 音質はあまりよくない、たまに回線特有の高音 映像ははじめでていないが、じよじよ'こ出現（256kbps） －４２－15:30ＰＨＳで沖縄からの受信実験開始（第一部） 基本チューニング 配信元は沖縄のWindows2000Server 15:００シンポジウム休憩 16:３０質疑応答についての打ち合わせ 沖縄セクションは帯域確保優先のため、 質疑応答については、前回成功しなかったドイツにゆずることにする 16:４０質疑応答については、沖縄も参加してほしいとの法政サイドからの依頼。 依頼受託。準備開始 17:４０質疑応答において、沖縄側よりNetmeetingを介して対応。電話で陸前より指示。 孫さん２分 吉川先生２分
以上が当日までの準備および当日の流れであるが遅延がかなりあるため(12秒程度)携帯電
話をつかわざるを得ない状況にあった。このような場合は携帯電話あるいはインスタントメッ セージソフト(ICQやYahooMessengerなど)が同期の補助となるだろう。Ｌ４テレビ会議に品質評価について
テレビ会議システムの品質を図るときの尺度として画像の鮮明さ、音声のクリアーな度合い、
そして会話を成り立たせるための遅延速度の三つが上げられろと思われる｡テレビ会議での品質評価というのはまだ確立されていないので、同じインターネットを通したコミュニケーショ
ンツールであるIＰ電話の評価方法を真似て評価し、考慮できる部分を取り上げてみたい。当然
のことながらこの３つの時間的変化も総合的に加味しながらトータルの品質を評価しなければ
ならない。しかしながら今回は評価するためのデータ採取が出来なかったため今後のための評
－４３－価方法として代表的な評価方法を述べるにとどめたい。 ＩＰ電話などの通話品質の尺度として主観的評価と客観的評価が行われるが代表的なものとし て以下の評価方法を記す。 主観的項目：MOS(MostOpinionScore)※ITU-T(国際電気通信連合、電気通信標準化部門)の Ｐ８００として勧告されていろ。 客観的項目：Ｒ値(OverallnansmissionQualityRating）※ITU-T勧告0107で定義されて いる。E-modelと呼ばれる MOS値は被験者が感じる品質を５段階(Excellent=5,Good=4,Fair=3,Poor=2,Bad=1)で主 観的に評価した結果の平均値である(ITU-T勧告Ｐ800)。 Ｒ値の式は以下のように与えられろ。 R値＝Ｒｏ(Basicsignal-to-noiseratio）－１s(Simultaneousimpairmentfactor） impairmentfactor)－１e(Equipmentimpairmentfactor)＋Ａ(Advantagefactor） －１.(Delay 略語の意味 Ｒｏ・・・回線雑音、送／受話室内雑音による劣化 １ｓ・・・音量、側音、量子化歪による劣化 Ｉｄ。・・送話者エコー、受話者エコー、絶対遅延による劣化 Ｉｅ・・・低ピットレートCodec､パケット損失による劣化 Ａ・・・モバイル通信など利便性による影響を補完 となるが大雑把にわけると以下のような場所でデータの劣化が起こる 送話者側環境・・・室内雑音等 送話者端末・・・・送話者音量、送話者側音、音声圧縮時等 ネットワーク・・・回線雑音、絶対遅延、パケット損失等 受話者端末・・・・送話者音量、送話者側音、音声圧縮時等 受話者側環境・・・室内雑音等 これらの測定はＭＯＳ値であればアンケートですむが、Ｒ値やＰＳＱＭ値は専門の機材あるい はソフトウェアで測定するしかない。しかしながらどの場所が品質劣化のボトルネックになり えるのかをリストアップし、それぞれの箇所での品質向上を行えば客観的数値での品質向上度は 提示できないが、主観的数値での評価は向上するといえるだろう。あるいはｐｉｎｇやtraceroute などのネットワーク管理プロトコルを使ってネットワークの遅延やパケットロスを測定し、送 話者および受話者の会話をデジタル録音し簡易ツールでS/N比をはかり、室内音もマイクで録 音するなどの手間をかければ簡易Ｒ値は出せないこともない。今後はそのような方法と主観的 なＭＯＳ値の乖離あるいは妥当性を測定したり、専門の機材を使って比較するといった方法で 簡易Ｒ値の精度を測ることによって信頼度を証明できると思われる。しかしながら、簡易Ｒ値 の測定手法の妥当性はまだ検証されていないので、今後の課題となる。 －４４－
