JP2007129628A - Encoding error measurement device and encoding error measurement program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、符号化誤差測定装置および符号化誤差測定プログラムに係り、特に映像信号を圧縮符号化した圧縮符号化信号の符号化誤差を測定する符号化誤差測定装置および符号化誤差測定プログラムに関する。 The present invention relates to a coding error measuring apparatus and a coding error measuring program, and more particularly to a coding error measuring apparatus and a coding error measuring program for measuring a coding error of a compressed coded signal obtained by compression coding a video signal.
例えば伝送画像は、圧縮符号化により画像品質が劣化する。そこで、放送局や回線事業者などの監視設備では、圧縮符号化により伝送画像の画像品質がどの程度劣化したのかを自動監視技術を用いて自動監視している。自動監視技術には、圧縮符号化前の原画(素材画像)と圧縮符号化後の受信画像(復号画像)との比較に基づくもの、圧縮符号化後の受信画像のみに基づくものがある。 For example, the transmission image deteriorates in image quality due to compression encoding. Therefore, in monitoring facilities such as broadcasting stations and network operators, automatic monitoring technology is used to automatically monitor how much the quality of transmitted images has deteriorated due to compression coding. Some automatic monitoring techniques are based on a comparison between an original image (material image) before compression coding and a received image (decoded image) after compression coding, and some are based only on a received image after compression coding.
圧縮符号化前の原画と圧縮符号化後の受信画像との比較に基づく自動監視技術では、原画および受信画像の位相を合わせ、両者の差分量を画素単位で計測するPSNR(Peak Signal-to-Noise Ratio)と呼ばれる値が用いられてきた。 In the automatic monitoring technology based on the comparison between the original image before compression encoding and the received image after compression encoding, the phase of the original image and the received image are matched, and PSNR (Peak Signal-to-To A value called Noise Ratio has been used.
また、圧縮符号化後の受信画像のみに基づく自動監視技術では、圧縮符号化前の原画を必要とせず、伸張復号後の受信画像に含まれる符号化特有の劣化を画像解析によって評価する手法が用いられてきた。 In addition, the automatic monitoring technology based only on the received image after compression encoding does not require an original image before compression encoding, and there is a method for evaluating deterioration specific to encoding included in the received image after decompression decoding by image analysis. Has been used.
特許文献1,2には、圧縮符号化後の受信画像のみに基づく自動監視技術の一例が記載されている。JPEGやMPEGのような一般的に利用される圧縮符号化では、小ブロックごとに直交変換を行い、この小ブロックを元に情報量を削減する。このような圧縮符号化では、受信画像に明暗(濃淡)のムラを生じるため、小ブロックの境界に生じる境界線を強調し、検出することによって受信画像の品質を測定している。 Patent Documents 1 and 2 describe an example of an automatic monitoring technique based only on a received image after compression encoding. In compression encoding generally used such as JPEG and MPEG, orthogonal transform is performed for each small block, and the amount of information is reduced based on the small block. In such compression encoding, since the received image has light and dark (shading) unevenness, the quality of the received image is measured by enhancing and detecting the boundary line generated at the boundary of the small block.
しかしながら、圧縮符号化前の原画と圧縮符号化後の受信画像との比較に基づく自動監視技術では、圧縮符号化前の原画を必要とするため、受信画像の画像品質がどの程度劣化したのかを原画を持たない映像配信先で監視することができないという問題があった。 However, since the automatic monitoring technology based on the comparison between the original image before compression encoding and the received image after compression encoding requires the original image before compression encoding, how much the image quality of the received image has deteriorated. There was a problem that it was not possible to monitor a video distribution destination that did not have an original picture.
また、圧縮符号化器の圧縮・伸張処理によって原画が入力されてから受信画像が復号されるまでに時間的な遅延を発生するため、原画と受信画像とのフレーム同期を合わせることが容易でないという問題があった。 In addition, since a time delay is generated from when the original image is input by the compression / decompression processing of the compression encoder until the received image is decoded, it is not easy to match the frame synchronization between the original image and the received image. There was a problem.
また、圧縮符号化後の受信画像のみに基づく自動監視技術では、受信画像で画像解析を行うため、原画そのものに劣化のようなパターンを含むシーンや部分を劣化として検知してしまうという問題があった。このため、原画を持たない映像の受信端において、原画のパターンに関わらずに圧縮符号化による画像品質の劣化を定量化する技術が必要とされていた。 In addition, in the automatic monitoring technology based only on the received image after compression coding, since the image analysis is performed on the received image, there is a problem that a scene or a portion including a pattern such as deterioration in the original image is detected as deterioration. It was. For this reason, there has been a need for a technique for quantifying deterioration in image quality due to compression coding at the receiving end of a video having no original image regardless of the pattern of the original image.
そこで、本出願人は圧縮符号化による画像品質の劣化を原画を用いることなく容易且つ正確に推定することが可能な符号化誤差推定方法および符号化誤差推定装置を発明した(特許文献3,4参照)。特許文献3,4の符号化誤差推定方法および符号化誤差推定装置は、原画の直交変換係数を符号化後の直交変換係数から推定することによって符号化誤差を推定している。
上記した特許文献4は特許文献3の改善方式であり、符号化誤差の測定精度の向上を図ったものである。しかしながら、動き補償予測を併用する圧縮符号化技術では、圧縮率を極端に上昇させた場合に符号化をせずに動き参照フレームから画素をコピーし、直交変換係数の情報を伝送しないモードを持ち、このような非直交変換符号化(not coded)ブロックを多く生じる。 Patent Document 4 described above is an improved method of Patent Document 3, and is intended to improve the measurement accuracy of coding errors. However, the compression coding technique that uses motion compensated prediction has a mode in which pixels are copied from the motion reference frame without coding when the compression rate is extremely increased, and information on orthogonal transform coefficients is not transmitted. Many such non-orthogonal transform coded blocks are produced.
これにより、動き補償予測を併用する圧縮符号化技術では、符号化誤差を測定するために必要となる直交変換係数の情報量が低下し、誤差量の測定(予測)に誤差が生じることがあった。この現象は、動き参照フレームとして用いられないフレームにおいて多く発生し、測定誤差が増大するという問題があった。 As a result, in the compression coding technique using motion compensation prediction, the information amount of the orthogonal transform coefficient required for measuring the coding error is reduced, and an error may occur in the measurement (prediction) of the error amount. It was. This phenomenon frequently occurs in a frame that is not used as a motion reference frame, and there is a problem that a measurement error increases.
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、動き補償予測を併用する圧縮符号化であっても、圧縮符号化による画像品質の劣化を原画を用いることなく容易且つ正確に測定することが可能な符号化誤差測定装置および符号化誤差測定プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and even in compression encoding combined with motion compensation prediction, it is possible to easily and accurately measure image quality degradation due to compression encoding without using an original image. It is an object of the present invention to provide a coding error measurement device and a coding error measurement program that are possible.
上記課題を解決する為、本発明は、映像信号を圧縮符号化した圧縮符号化信号の符号化誤差を測定する符号化誤差測定装置であって、動き補償予測を併用する前記圧縮符号化信号より復号された動き参照画像を直交変換し、その頻度分布を作成する一方、動き補償予測を併用する前記圧縮符号化信号より復号された前記動き参照画像を参照する測定対象である画像を直交変換し、その頻度分布を作成する手段と、前記測定対象である画像の前記頻度分布の分散の平均値と、前記動き参照画像の前記頻度分布の分散の平均値との差分を、前記測定対象である画像内で計測されない消失した符号化誤差として測定する手段とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is an encoding error measuring apparatus for measuring an encoding error of a compressed encoded signal obtained by compressing and encoding a video signal, and is based on the compressed encoded signal used in combination with motion compensation prediction. The decoded motion reference image is orthogonally transformed to create its frequency distribution, while the image to be measured that refers to the motion reference image decoded from the compression-encoded signal used in combination with motion compensated prediction is orthogonally transformed. The difference between the means for creating the frequency distribution, the average value of the variance of the frequency distribution of the image that is the measurement target, and the average value of the variance of the frequency distribution of the motion reference image is the measurement target. And means for measuring as a lost coding error that is not measured in the image.
また、本発明は、少なくとも記憶装置,演算処理装置を備えたコンピュータにおいて実行される映像信号を圧縮符号化した圧縮符号化信号の符号化誤差を測定する符号化誤差測定プログラムであって、前記演算処理装置は、動き補償予測を併用する前記圧縮符号化信号より復号された動き参照画像を直交変換し、その頻度分布を作成するステップと、動き補償予測を併用する前記圧縮符号化信号より復号された前記動き参照画像を参照する測定対象である画像を直交変換し、その頻度分布を作成するステップと、前記測定対象である画像の前記頻度分布の分散の平均値と、前記動き参照画像の前記頻度分布の分散の平均値との差分を、前記測定対象である画像内で計測されない消失した符号化誤差として測定するステップとを実行する符号化誤差測定プログラムであることを特徴とする。 The present invention also provides a coding error measurement program for measuring a coding error of a compression coded signal obtained by compression coding a video signal, which is executed by a computer having at least a storage device and an arithmetic processing unit, The processing apparatus orthogonally transforms the motion reference image decoded from the compression-encoded signal used in combination with motion-compensated prediction and creates a frequency distribution thereof, and is decoded from the compressed encoded signal used in combination with motion-compensated prediction. Orthogonally transforming the image that is the measurement target referring to the motion reference image, creating a frequency distribution thereof, an average value of the variance of the frequency distribution of the image that is the measurement target, and the motion reference image A step of measuring a difference from a mean value of a variance of a frequency distribution as a lost coding error that is not measured in the measurement target image. Characterized in that it is a difference measurement program.
本発明によれば、動き補償予測を併用する圧縮符号化であっても、圧縮符号化による画像品質の劣化を原画を用いることなく容易且つ正確に測定することが可能な符号化誤差測定装置および符号化誤差測定プログラムを提供可能である。 According to the present invention, an encoding error measuring apparatus capable of easily and accurately measuring degradation in image quality due to compression encoding without using an original image, even in compression encoding combined with motion compensation prediction. An encoding error measurement program can be provided.
次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明していく。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described based on the following embodiments with reference to the drawings.
まず、本発明の理解を容易とする為に、本発明の原理について説明する。本発明は、圧縮符号化技術で映像信号を圧縮符号化した圧縮符号化信号(以下、ビットストリームという)の符号化誤差を測定する符号化誤差測定装置および符号化誤差測定プログラムに関するものである。 First, in order to facilitate understanding of the present invention, the principle of the present invention will be described. The present invention relates to a coding error measuring apparatus and a coding error measuring program for measuring a coding error of a compression coded signal (hereinafter referred to as a bit stream) obtained by compression coding a video signal using a compression coding technique.
本発明は、動き補償予測、直交変換及び量子化を用いた圧縮符号化アルゴリズムによって圧縮符号化したビットストリームが利用される。本発明では、ビットストリームより得られる直交変換係数の係数頻度分布を測定し、その係数頻度分布の統計量より圧縮符号化前の係数頻度分布を推定する。また、本発明では動き補償予測に用いる動き参照画像の直交変換係数の頻度分布の統計量、及び測定対象である画像の直交変換係数の頻度分布の統計量から符号化誤差を測定する。 The present invention uses a bitstream that is compression-encoded by a compression-encoding algorithm that uses motion-compensated prediction, orthogonal transform, and quantization. In the present invention, the coefficient frequency distribution of orthogonal transform coefficients obtained from the bitstream is measured, and the coefficient frequency distribution before compression coding is estimated from the statistics of the coefficient frequency distribution. In the present invention, the coding error is measured from the statistics of the frequency distribution of the orthogonal transform coefficients of the motion reference image used for motion compensation prediction and the statistics of the frequency distribution of the orthogonal transform coefficients of the image to be measured.
即ち、本発明では動き参照フレームを参照するフレームの直交変換係数分布の分散と、動き参照フレームの直交変換係数分布の分散とが、ほぼ一致するという性質を利用する。本発明では前述の性質を利用して、非符号化によって測定不可能となった信号の符号化誤差エネルギーを動き参照フレームから推定し、従来の方法で測定された符号化誤差エネルギーに加えて、測定対象であるフレームの符号化誤差エネルギーとする。 That is, the present invention utilizes the property that the variance of the orthogonal transform coefficient distribution of the frame that refers to the motion reference frame and the variance of the orthogonal transform coefficient distribution of the motion reference frame substantially coincide. In the present invention, using the above-described properties, the encoding error energy of a signal that cannot be measured by non-encoding is estimated from the motion reference frame, and in addition to the encoding error energy measured by the conventional method, The encoding error energy of the frame to be measured is used.
以上、本発明では動き補償予測を併用する圧縮符号化であっても、非符号化によって測定不可能となった信号の符号化誤差エネルギーを動き参照フレームを利用して推定することにより、符号化誤差の測定誤差を改善できる。 As described above, according to the present invention, even when compression coding is used in combination with motion compensated prediction, coding error energy of a signal that cannot be measured by non-coding is estimated by using a motion reference frame. Error measurement error can be improved.
図1は、本発明の符号化誤差測定装置を含む画像伝送システム1の一実施例の構成図である。図1の画像伝送システム1では、送信側の符号化部10が、伝送画像を圧縮符号化した圧縮符号化信号(ビットストリーム)を伝送ネットワーク60を介して受信側に伝送する。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of an image transmission system 1 including a coding error measuring apparatus according to the present invention. In the image transmission system 1 of FIG. 1, the transmission
受信側の復号部20および符号化誤差測定装置40は、伝送ネットワーク60からビットストリームを受信する。復号部20は、ビットストリームを復号した受信画像をモニタ30に供給する。そして、モニタ30は復号部20で復号された受信画像を表示する。また、符号化誤差測定装置40は、伝送画像の画像品質が符号化によりどの程度劣化したのかをビットストリームを用いて定量化する。
The
ここでは、動き補償予測および直交変換を併用するハイブリッド符号化の復号手順の一例として、MPEG−2を例に説明していく。図2は、復号部の一実施例の構成図である。図2の復号部20は、可変長復号部22,逆量子化部23から成る直交変換係数抽出部21と、逆直交変換部24と、加算器25と、ビデオメモリ26と、動き補償予測部27と、フォーマット変換部28とを含む構成である。
Here, MPEG-2 will be described as an example of a decoding procedure of hybrid encoding using both motion compensation prediction and orthogonal transform. FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of the decoding unit. The
可変長復号部22は、受信したビットストリームの可変長符号を固定長符号に復号して逆量子化部23に供給する。なお、可変長復号部22は後述する動き補償予測部27に予測モード及び予測ベクトルを供給する。逆量子化部23は、供給された固定長符号をDCT係数値(直交変換係数値)に逆量子化して逆直交変換部24に供給する。
The variable
逆直交変換部24は、供給されたDCT係数値を復号画像に逆変換して加算器25に供給する。加算器25は逆直交変換部24から供給される復号画像と動き補償予測部27から供給される動き補償予測信号とを加算し、復号画像としてビデオメモリ26及びフォーマット変換部28に供給する。
The inverse
ビデオメモリ26は、供給された復号画像をフレーム単位で動き補償予測部27に供給する。動き補償予測部27は、可変長復号部22から供給される予測モード及び予測ベクトルに基づいて動き補償予測を行い、動き補償予測信号を加算器25に供給する。
The
フォーマット変換部28は、加算器25から復号画像が供給される。本実施例では動き補償予測を用いている為、符号化を行う際にフレームの順序が並び替えられる。そこで、フォーマット変換部28は供給された復号画像のフレームを時間的に正しい順番に並び替えてモニタ30に出力する。
The
図3は、符号化誤差測定装置の一実施例の構成図である。図3の符号化誤差測定装置40は、直交変換係数抽出部41,モーメント演算部42,符号化誤差演算部43,逆直交変換部44,加算器45,動き補償予測部46,ビデオメモリ47,直交変換部48,モーメント演算部49,モーメント予測値演算部50,差分器51及びスイッチ52,53を含む構成である。なお、図3の符号化誤差測定装置40は従来の符号化誤差測定装置を拡張した構成である。
FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of an encoding error measuring apparatus. 3 includes an orthogonal transform
直交変換係数抽出部41は、受信したビットストリームの可変長符号を固定長符号に復号し、予測モード及び予測ベクトルを復号し,直交変換(DCT)係数を逆量子化により復号して逆直交変換部44に供給する。また、直交変換係数抽出部41は受信したビットストリームから取り出した量子化値(固定長符号)とDCT係数値とをモーメント演算部42に供給する。
The orthogonal transform
モーメント演算部42は、供給されたDCT係数値をイントラ符号化ブロック情報とノンイントラ符号化ブロック情報とに分ける。また、モーメント演算部42はイントラ符号化ブロック情報とノンイントラ符号化ブロック情報とに分けたDCT係数値を量子化値毎に分類する。簡易な構成の場合、モーメント演算部42は量子化値毎に分類したDCT係数値の頻度分布の二次の積率(二次モーメント)を演算する。なお、二次モーメント(以下、単にモーメントと呼ぶ)はDCT係数値の分散に等しい。モーメント演算部42は演算したモーメントを符号化誤差演算部43に供給する。
The
一方、逆直交変換部44は、供給されたDCT係数値を復号画像に逆変換して加算器45に供給する。加算器45は逆直交変換部44から供給される復号画像と動き補償予測部46から供給される動き補償予測信号とを加算し、復号画像としてビデオメモリ47及び直交変換部48に供給する。
On the other hand, the inverse
ビデオメモリ47は、供給された復号画像をフレーム単位で動き補償予測部46に供給する。また、動き補償予測部46は、直交変換係数抽出部41から供給される予測モード及び予測ベクトルに基づいて動き補償予測を行い、動き補償予測信号を加算器45に供給する。
The
直交変換部48は、供給される復号画像をDCT係数値に直交変換し、そのDCT係数値をモーメント演算部49に供給する。モーメント演算部49は供給されたDCT係数値の頻度分布のモーメントを周波数毎に演算する。
The
動き参照フレームの場合、符号化誤差測定装置40はスイッチ52を閉じ、スイッチ53を開けるように制御を行なう。モーメント演算部49は、モーメント予測値演算部50に演算したモーメントを記録すると共に、差分器51にモーメントを供給する。また、モーメント予測値演算部50は記録しているモーメントを差分器51に出力する。ただし、スイッチ53が開いているため、モーメント演算部49から供給されるモーメントとモーメント予測値演算部50から供給されるモーメントとの差分は符号化誤差演算部43に供給されない。
In the case of a motion reference frame, the coding
一方、動き参照フレームを参照するフレームの場合、符号化誤差測定装置40はスイッチ52を開け、スイッチ53を閉じるように制御を行なう。モーメント演算部49は、スイッチ52が開いている為、モーメント予測値演算部50にモーメントを記録せず、差分器51にモーメントを供給する。
On the other hand, in the case of a frame that refers to a motion reference frame, the encoding
また、モーメント予測値演算部50は記録しているモーメントを差分器51に出力する。スイッチ53が閉じている為、モーメント演算部49から供給されるモーメントとモーメント予測値演算部50から供給されるモーメントとの差分は差分器51から符号化誤差演算部43に供給される。
The moment predicted
なお、MPEG−2の場合、スイッチ52及びスイッチ53の開閉は、Iピクチャ,Pピクチャ及びBピクチャに応じて、以下の表1のように制御される。
In the case of MPEG-2, the opening / closing of the
まず、Iピクチャ情報をモーメント演算部49で演算したモーメントはモーメント予測値演算部50に記録される。モーメント演算部49の出力は、差分器51に入力されるが、スイッチ53が開いているため、符号化誤差演算部43に影響を与えない。
First, the moment obtained by calculating the I picture information by the
次に処理するPピクチャ情報はモーメント演算部49でモーメントが演算され、モーメント予測値演算部50に記録される。モーメント予測値演算部50は遅延されたIピクチャのモーメントを演算し、差分器51に出力する。差分器51は、モーメント演算部49の出力するモーメントと、モーメント予測値演算部50に記録されていたIピクチャのモーメントとの差分を、モーメント予測値として出力する。スイッチ53が閉じているため、モーメント予測値は符号化誤差演算部43に出力される。
The P picture information to be processed next is calculated by the
次にBピクチャ情報を処理する場合は、スイッチ52が開かれる。モーメント演算部49の出力するモーメントは差分器51に出力される。モーメント予測値演算部50は記録されたI及びPピクチャのモーメントから以下の式(1)によりモーメント予測値を演算し、差分器51に出力する。スイッチ53が閉じているため、モーメント予測値は符号化誤差演算部43に出力される。
Next, when processing the B picture information, the
また、Pピクチャの後にPピクチャが処理される場合はスイッチ52が閉じられる。モーメント演算部49の出力するモーメントはモーメント予測値演算部50に記録される。モーメント予測値演算部50は新しいモーメントを記録するとき、最も古いモーメント(この場合、最初に記録されたIピクチャのモーメント)を破棄し、モーメント演算部49の出力したモーメントを記録する。
When the P picture is processed after the P picture, the
そして、符号化誤差演算部43は、モーメント演算部42から供給されたモーメントと、モーメント演算部49から供給されるモーメントとモーメント予測値演算部50から供給されるモーメントとの差分とを用いて、符号化誤差の誤差量を演算する。
Then, the encoding
動き補償予測には、複数フレームから動き補償予測を行なう方式がある。その場合、符号化誤差測定装置40はモーメント予測値演算部50を複数持ち、測定対象であるフレームとの時間的距離により、それぞれ記録されているモーメントに重み付けをし、差分器51へ供給する。
As motion compensation prediction, there is a method of performing motion compensation prediction from a plurality of frames. In that case, the encoding
図4は、動き補償予測とピクチャタイプとの関係を示す図である。なお、図4では、PピクチャのフレームをフレームPk、BピクチャのフレームをフレームBkとする。例えばMPEG−2のBピクチャ(双方向フレーム)の場合、参照フレームとなるフレームPk,Pk+1のモーメントσk,σk+1がモーメント予測値演算部50に記録される。
FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between motion compensation prediction and picture type. In FIG. 4, a frame of P picture is a frame P k , and a frame of B picture is a frame B k . For example, in the case of an MPEG-2 B picture (bidirectional frame), the moments σ k and σ k + 1 of the frames P k and P k + 1 that are reference frames are recorded in the moment predicted
フレームBl,Bl+1のモーメントをσl,σl+1とすると、モーメント予測値演算部50の出力は、以下の式(1)となる。
When the moments of the frames B l and B l + 1 are σ l and σ l + 1 , the output of the moment predicted
σpred=ασk+βσk+1・・・(1)
この場合、α,βは重み付け係数である。例えばフレームBlの場合は、重み付け係数α=2/3,重み付け係数β=1/3とする。また、フレームBl+1の場合は重み付け係数α=1/3,重み付け係数β=2/3とする。上記のα,βの決め方は時間距離に応じた簡易な重み付けの方法である。なお、Pピクチャの場合、参照フレームのモーメントが、そのまま予測値となる。
σ pred = ασ k + βσ k + 1 (1)
In this case, α and β are weighting coefficients. For example, in the case of the frame B1 , the weighting coefficient α = 2/3 and the weighting coefficient β = 1/3. In the case of frame B 1 + 1 , the weighting coefficient α = 1/3 and the weighting coefficient β = 2/3. The method of determining α and β is a simple weighting method according to the time distance. In the case of a P picture, the moment of the reference frame becomes a predicted value as it is.
その他、α,βの決め方には以下のような高度な方法もある。モーメント予測値演算部50は直交変換係数抽出部41より復号された予測モード及び予測ベクトルが参照するフレームの比によりα,βを設定する。モーメント予測値演算部50は全予測ベクトル数に対しフレームPkを参照するベクトル数の比をα、全予測ベクトル数に対しフレームPk+1を参照するベクトル数の比をβとする。
In addition, there are the following advanced methods for determining α and β. The moment prediction
フレームBlの測定の場合、符号化誤差演算部43に供給される差分Δσは以下の式(2)となる。
For the measurement of the frame B l, the difference Δσ supplied to the encoding
Δσ=σpred−σl・・・(2)
なお、モーメント演算部49から供給されるモーメントは、8×8DCTの場合、64個のDCT係数頻度分布のモーメントの平均となる。符号化誤差の測定精度を更に向上させる場合、モーメント演算部49から供給されるモーメントは、DC成分を除くAC成分の63個のDCT係数頻度分布のモーメントの平均とすることが望ましい。
Δσ = σ pred −σ l (2)
Note that the moment supplied from the
図3の符号化誤差測定装置40では、直交変換係数抽出部41においてDCT係数値を量子化値で分類し、モーメント演算部42において各々のモーメントを演算し、符号化誤差演算部43に供給している。
In the coding
符号化誤差演算部43では、各DCT係数値ごとの符号化誤差を量子化値ごとに演算し、集計してイントラ符号化ブロックの誤差量MSEintra及びノンイントラ符号化ブロックの誤差量MSEnon_intraとする。そして、イントラ符号化ブロック数、ノンイントラブロック数、非符号化ブロック数の比率をα,β及びγとし、以下の式(3)によって動き参照フレームを参照するフレームの符号化誤差量(PSNR)を計算する。
The encoding
PSNR=10log10((Sp-p×Sp-p)/(αMSEintra+βMESnon_intra+γΔσ))・・・(3)
なお、上記の式(3)では、8ビット画像の場合、α+β+γ=1,0≦α≦1,0≦β≦1,0≦γ≦1,Sp-p=255(=28)となる。
PSNR = 10 log 10 ((Sp−p × Sp−p) / (αMSE intra + βMES non_intra + γΔσ)) (3)
In the above equation (3), in the case of an 8-bit image, α + β + γ = 1, 0 ≦ α ≦ 1, 0 ≦ β ≦ 1, 0 ≦ γ ≦ 1, Sp−p = 255 (= 2 8 ). .
符号化誤差測定装置40は、図5に示すようなコンピュータシステムにより実現することもできる。図5は、符号化誤差測定装置を実現するコンピュータシステムの一例の構成図である。
The encoding
図5のコンピュータシステムは、それぞれバスBで相互に接続されている入力装置101,出力装置102,ドライブ装置103,補助記憶装置104,メモリ装置105,演算処理装置106およびインターフェース装置107で構成される。
The computer system of FIG. 5 includes an
入力装置101はキーボードやマウスなどで構成され、各種信号を入力するために用いられる。出力装置102はディスプレイ装置などで構成され、各種ウインドウやデータ等を表示するために用いられる。インターフェース装置107はモデム,LANカードなどで構成されており、所定のネットワークへ接続する為に用いられる。
The
本発明の符号化誤差測定プログラムは、記録媒体108の配布やネットワークからのダウンロードなどによって提供される。符号化誤差測定プログラムを記録した記録媒体108は、CD−ROM、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の様に情報を光学的,電気的或いは磁気的に記録する記録媒体、ROM、フラッシュメモリ等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。
The encoding error measurement program of the present invention is provided by distributing the
また、符号化誤差測定プログラムを記録した記録媒体108がドライブ装置103にセットされると、符号化誤差測定プログラムは記録媒体108からドライブ装置103を介して補助記憶装置104にインストールされる。ネットワークからダウンロードされた符号化誤差測定プログラムは、インターフェース装置107を介して補助記憶装置104にインストールされる。
When the
符号化誤差測定装置は、インストールされた符号化誤差測定プログラムを格納すると共に、必要なファイル,データ等を格納する。メモリ装置105は、コンピュータの起動時に補助記憶装置104から符号化誤差測定プログラムを読み出して格納する。そして、演算処理装置106はメモリ装置105に格納された符号化誤差測定プログラムに従って、前述した図3の各種処理ブロックを実現することができる。
The encoding error measurement device stores the installed encoding error measurement program and stores necessary files, data, and the like. The
本発明は、圧縮符号化技術で映像信号を圧縮符号化した圧縮符号化信号(ビットストリーム)の品質測定、監視を目的としてビットストリームから符号化パラメータを取得し、その符号化パラメータを解析することによって、圧縮符号化によって画像品質がどの程度劣化したのかを定量化するものである。 The present invention obtains an encoding parameter from a bit stream for the purpose of measuring and monitoring the quality of a compressed encoded signal (bit stream) obtained by compressing and encoding a video signal by compression encoding technology, and analyzing the encoded parameter Thus, how much the image quality is deteriorated by the compression encoding is quantified.
例えば本発明は圧縮符号化により伝送画像の画像品質がどの程度劣化したのかを自動監視技術を用いて自動監視している放送局,回線事業者などの監視設備に適用することができる。 For example, the present invention can be applied to a monitoring facility such as a broadcasting station or a network operator that automatically monitors how much the image quality of a transmission image is deteriorated by compression encoding using an automatic monitoring technique.
10 符号化部
20 復号部
21,41 直交変換係数抽出部
22 可変長復号部
23 逆量子化部
24,44 逆直交変換部
25,45 加算器
26,47 ビデオメモリ
27,46 動き補償予測部
28 フォーマット変換部
30 モニタ
40 符号化誤差測定装置
42,49 モーメント演算部
43 符号化誤差演算部
48 直交変換部
50 モーメント予測値演算部
51 差分器
52,53 スイッチ
60 伝送ネットワーク
101 入力装置
102 出力装置
103 ドライブ装置
104 補助記憶装置
105 メモリ装置
106 演算処理装置
107 インタフェース装置
DESCRIPTION OF
Claims (3)
動き補償予測を併用する前記圧縮符号化信号より復号された動き参照画像を直交変換し、その頻度分布を作成する一方、動き補償予測を併用する前記圧縮符号化信号より復号された前記動き参照画像を参照する測定対象である画像を直交変換し、その頻度分布を作成する手段と、
前記測定対象である画像の前記頻度分布の分散の平均値と、前記動き参照画像の前記頻度分布の分散の平均値との差分を、前記測定対象である画像内で計測されない消失した符号化誤差として測定する手段と
を有することを特徴とする符号化誤差測定装置。 A coding error measuring device for measuring a coding error of a compression coded signal obtained by compression coding a video signal,
The motion reference image decoded from the compression-encoded signal that uses motion compensation prediction is orthogonally transformed to create a frequency distribution thereof, while the motion reference image decoded from the compression-encoded signal that also uses motion compensation prediction Means for orthogonally transforming the image to be measured with reference to create a frequency distribution thereof,
The difference between the average value of the variance of the frequency distribution of the image to be measured and the average value of the variance of the frequency distribution of the motion reference image is a lost coding error that is not measured in the image to be measured. And an encoding error measuring device.
前記演算処理装置は、動き補償予測を併用する前記圧縮符号化信号より復号された動き参照画像を直交変換し、その頻度分布を作成するステップと、
動き補償予測を併用する前記圧縮符号化信号より復号された前記動き参照画像を参照する測定対象である画像を直交変換し、その頻度分布を作成するステップと、
前記測定対象である画像の前記頻度分布の分散の平均値と、前記動き参照画像の前記頻度分布の分散の平均値との差分を、前記測定対象である画像内で計測されない消失した符号化誤差として測定するステップと
を実行する符号化誤差測定プログラム。 An encoding error measurement program for measuring an encoding error of a compressed encoded signal obtained by compressing and encoding a video signal executed in a computer having at least a storage device and an arithmetic processing unit,
The arithmetic processing unit orthogonally transforms a motion reference image decoded from the compression-encoded signal used in combination with motion compensation prediction, and creates a frequency distribution thereof.
Orthogonally transforming an image to be measured referring to the motion reference image decoded from the compression-encoded signal used in combination with motion compensation prediction, and creating a frequency distribution thereof;
The difference between the average value of the variance of the frequency distribution of the image to be measured and the average value of the variance of the frequency distribution of the motion reference image is a lost coding error that is not measured in the image to be measured. A coding error measurement program that executes the step of measuring as
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