JP2008206042A - Video image quality evaluation method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ネットワーク上で伝送される動画像の品質を受信側で評価する映像品質評価方法および装置に係り、特に、映像のなめらかさを評価できる映像品質評価方法および装置に関する。 The present invention relates to a video quality evaluation method and apparatus for evaluating the quality of a moving image transmitted on a network on a receiving side, and more particularly to a video quality evaluation method and apparatus capable of evaluating smoothness of a video.
符号化された映像の品質を評価する手法として、評価者が、復号された映像を映したテレビ画面の画質等を視認することによって主観的に評価する主観評価以外に、コンテンツそのものを物理的な尺度により評価する客観評価の手法が存在する。客観評価では、映像信号の信号対雑音電力比(SNR)やビットエラーレート(BER)等の各種データを測定し、その数値データに基づいて映像品質が定量的に評価される。 In addition to the subjective evaluation in which the evaluator subjectively evaluates the quality of the TV screen on which the decoded video is viewed, as a method for evaluating the quality of the encoded video, the content itself is physically There is an objective evaluation method that evaluates by a scale. In objective evaluation, various kinds of data such as a signal-to-noise power ratio (SNR) and a bit error rate (BER) of a video signal are measured, and video quality is quantitatively evaluated based on the numerical data.
特許文献1には、客観的評価方法として、評価対象たる通信・放送ネットワークに対して試験用の信号を入力し、通信・放送ネットワーク内で劣化が生じた出力信号が客観品質評価部に入力し、客観品質評価部では、入力信号と出力信号とを比較して通信・放送ネットワーク内での品質の劣化を推定し、品質の評価を行う技術が開示されている。
主観評価法は、実使用上での評価が期待できる反面、被験者の収集、評価試験実施環境の構築作業などに多大な労力を要し、被験者の負担も大きい。また、被験者の年代あるいは性別の偏りや試験当日の体調など、評価結果に大きな影響を与える不確定要素があるため、常に一定の評価結果を得ることが難しい。さらには、映像品質を定量的に評価することが難しい。 Although the subjective evaluation method can be expected to be evaluated in actual use, it requires a great amount of labor for collecting subjects and building an environment for conducting an evaluation test, and the burden on the subject is also great. In addition, since there are uncertain factors that greatly affect the evaluation result, such as the age or gender bias of the subject and the physical condition of the test day, it is difficult to always obtain a constant evaluation result. Furthermore, it is difficult to quantitatively evaluate video quality.
これに対して、客観評価法では被験者を収集する必要がなく、試験環境などの外因に影響されることなく映像品質を定量的に評価できる。しかしながら、評価結果とユーザの主観とが必ずしも一致しないので、実使用上での評価が難しい。 On the other hand, the objective evaluation method does not require collecting subjects and can quantitatively evaluate the video quality without being influenced by external factors such as the test environment. However, since the evaluation result and the user's subjectivity do not always match, evaluation in actual use is difficult.
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、映像の主観的な品質を定量的に評価できる映像品質評価方法および装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and to provide a video quality evaluation method and apparatus capable of quantitatively evaluating the subjective quality of video.
上記した目的を達成するために、本発明は、映像品質に対する視聴者の主観的な評価を定量的に表現できるようにした点に特徴があり、各フレームにフレームIDのコード情報が表示される試験映像を生成する試験映像生成手段と、試験映像を符号化する符号化手段と、符号化された試験映像をネットワーク上に送出する送出手段と、符号化された試験映像を受信して復号・再生する手段と、再生映像を撮影する撮影手段と、撮影された映像からコード情報を抽出するコード情報抽出手段と、抽出されたコード情報に基づいて試験映像の品質を評価する品質評価手段とを含むことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the present invention is characterized in that the subjective evaluation of the viewer with respect to the video quality can be quantitatively expressed, and the code information of the frame ID is displayed in each frame. Test video generating means for generating a test video, encoding means for encoding the test video, sending means for sending the encoded test video over the network, receiving the encoded test video, decoding and decoding Reproducing means, photographing means for photographing the reproduced video, code information extracting means for extracting code information from the photographed video, and quality evaluation means for evaluating the quality of the test video based on the extracted code information It is characterized by including.
本発明によれば、評価対象の映像を実使用の環境で画面表示させ、この画面を撮影した映像が客観的に評価されるので、視聴ユーザの主観的評価が反映された定量的な評価結果を得られるようになる。 According to the present invention, since the video to be evaluated is displayed on the screen in an actual use environment, and the video obtained by photographing this screen is objectively evaluated, the quantitative evaluation result reflecting the subjective evaluation of the viewing user is reflected. Can be obtained.
以下、図面を参照して本発明の最良の実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明に係る映像品質評価システムの主要部の構成を示したブロック図であり、ここでは、本発明の説明に不用な構成は図示が省略されている。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of a video quality evaluation system according to the present invention. Here, configurations unnecessary for explanation of the present invention are omitted.
試験映像データベース(DB)1には、映像の滑らかさを視覚的に評価し易い動画像が格納されている。フレーム識別コード生成部2は、試験映像から各フレームを一意に識別できるフレームIDを抽出し、そのフレームIDのコード情報(フレーム識別コード)を生成する。 The test video database (DB) 1 stores moving images that facilitate visual evaluation of video smoothness. The frame identification code generation unit 2 extracts a frame ID that can uniquely identify each frame from the test video, and generates code information (frame identification code) of the frame ID.
本実施形態では、フレームIDとしてフレーム番号を採用し、フレーム識別コードとしてQRコードを採用し、各フレーム番号がQRコード化されるものとして説明する。フレーム識別コード埋込部3は、図2に一例を示したように、試験映像の各フレーム画像の一部分に前記QRコード13を埋め込む。符号化部4は、前記QRコード13が埋め込まれた試験映像を符号化する。送信部5は、符号化された試験映像を映像伝送路6へ送出する。 In the present embodiment, description will be made assuming that a frame number is adopted as a frame ID, a QR code is adopted as a frame identification code, and each frame number is converted to a QR code. As shown in FIG. 2, the frame identification code embedding unit 3 embeds the QR code 13 in a part of each frame image of the test video. The encoding unit 4 encodes the test video in which the QR code 13 is embedded. The transmission unit 5 sends the encoded test video to the video transmission path 6.
受信部7は、映像伝送路6から自局宛の符号化映像を受信する、復号部8は、符号化映像を復号して試験映像を再現する。再生部9は、そのディスプレイ9a上で前記試験映像を再生する。映像撮影部10は、ディスプレイ9aに表示される試験映像を撮影してデジタルビデオ(DV)映像データを生成する。フレーム識別コード抽出部11は、試験映像のDV映像データからフレーム識別コード(本実施形態では、QRコード13)を抽出して復号する。品質評価部12は、前記抽出されたQRコード13を復号して得られたフレーム番号の時系列変化に基づいて映像の滑らかさを統計的に評価する。 The receiving unit 7 receives the encoded video addressed to the local station from the video transmission path 6, and the decoding unit 8 decodes the encoded video to reproduce the test video. The playback unit 9 plays back the test video on the display 9a. The video imaging unit 10 captures a test video displayed on the display 9a to generate digital video (DV) video data. The frame identification code extraction unit 11 extracts and decodes the frame identification code (in this embodiment, QR code 13) from the DV video data of the test video. The quality evaluation unit 12 statistically evaluates the smoothness of the video based on the time-series change of the frame number obtained by decoding the extracted QR code 13.
図3は、前記品質評価部12における評価手順の一例を示した図であり、本実施形態では、同一フレームが連続する割合に基づいて映像品質が定量的に評価される。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the evaluation procedure in the quality evaluation unit 12, and in this embodiment, the video quality is quantitatively evaluated based on the ratio of consecutive identical frames.
ステップS1では、映像撮影部10で撮影されたDV映像の各フレーム番号を特定する変数i、同一のQRコードが連続するフレーム数をカウントする変数j、および変数jの記憶アドレスを指定する変数kに初期値「1」がセットされる。 In step S1, a variable i that specifies each frame number of a DV video shot by the video shooting unit 10, a variable j that counts the number of frames in which the same QR code continues, and a variable k that specifies a storage address of the variable j. An initial value “1” is set in.
ステップS2では、DV映像のi番目のフレームから抽出されたフレーム番号Niおよび(i+1)番目のフレームから抽出されたフレーム番号Ni+1が読み込まれる。ステップS3では、NiとNi+1とが一致するか否かが判定される。両者が一致すればステップS4へ進み、連続フレーム数jがインクリメントされる。 In step S2, the frame number Ni extracted from the i-th frame of the DV video and the frame number Ni + 1 extracted from the (i + 1) -th frame are read. In step S3, it is determined whether Ni and Ni + 1 match. If they match, the process proceeds to step S4, and the number of consecutive frames j is incremented.
ステップS5では、フレーム番号変数iが更新される。ステップS6では、評価を終了するか否かが判定され、所定数のフレームに関して上記した各処理が完了するか、あるいは別途に評価終了が指示されるまでは、ステップS2へ戻って上記した各処理が繰り返される。したがって、各フレーム映像から抽出されるフレーム番号が一致する限り、前記連続フレーム数jが増加し続ける。 In step S5, the frame number variable i is updated. In step S6, it is determined whether or not to end the evaluation, and the process returns to step S2 until the above-described processes are completed for a predetermined number of frames or the evaluation is instructed separately. Is repeated. Therefore, as long as the frame numbers extracted from the frame images match, the continuous frame number j continues to increase.
その後、ステップS3において、NiとNi+1とが不一致と判定されるとステップS7へ進み、これまでにカウントされた連続フレーム数jが記憶領域D(k)に登録される。ステップS8では、前記アドレス変数がインクリメントされる。ステップS9では、連続フレーム数jに初期値「1」がセットされる。 Thereafter, if it is determined in step S3 that Ni and Ni + 1 do not match, the process proceeds to step S7, and the number of consecutive frames j counted so far is registered in the storage area D (k). In step S8, the address variable is incremented. In step S9, an initial value “1” is set to the continuous frame number j.
以上の処理が進行すると、各記憶領域D(1)〜D(k)には、最初のフレームからの連続フレーム数が時系列に記憶されることになる。図4は、DV映像の各フレームから読み取られたQRコードが示すフレーム番号と各記憶領域D(k)に記憶される連続フレーム数jとの関係を示した図であり、フレーム番号の「1」が3回連続し、フレーム番号の「4」が2回連続し、フレーム番号の「7」が3回連続すると、記憶領域D(1)には「3」、記憶領域D(2)には「2」、記憶領域D(3)には「4」が、それぞれ記憶される。 As the above process proceeds, the number of consecutive frames from the first frame is stored in time series in each of the storage areas D (1) to D (k). FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the frame number indicated by the QR code read from each frame of the DV video and the number of consecutive frames j stored in each storage area D (k). ”Is repeated three times, frame number“ 4 ”is continued twice, and frame number“ 7 ”is continued three times, storage area D (1) has“ 3 ”and storage area D (2) has “2” is stored, and “4” is stored in the storage area D (3).
ステップS10では、各記憶領域D(k)のデータが統計的に処理され、例えば、連続フレーム数の平均値が「3」であり、DV映像のフレームレートが30[fps]であれば、受信端末に表示される映像のフレームレートは30/3=10[fps]であることが判る。そして、試験映像のフレームレートRtest[fps]は既知なので、両者に基づいてロスフレームの平均値や分散値を算出できる。また、連続フレーム数に基づいて、フレームの停止時間を算出できる。 In step S10, the data of each storage area D (k) is statistically processed. For example, if the average value of the number of consecutive frames is “3” and the DV video frame rate is 30 [fps], the reception is performed. It can be seen that the frame rate of the video displayed on the terminal is 30/3 = 10 [fps]. Since the frame rate Rtest [fps] of the test video is already known, the average value and variance value of the loss frames can be calculated based on both. Also, the frame stop time can be calculated based on the number of consecutive frames.
なお、上記した実施形態ではフレーム識別コード(QRコード)が試験映像の一部に重畳表示されるものとして説明したが、フレーム識別コードが全面に表示されるようにしても良い。 In the above-described embodiment, the frame identification code (QR code) is described as being superimposed on a part of the test video. However, the frame identification code may be displayed on the entire surface.
また、上記した実施形態ではフレーム識別コードとしてQRコードを採用し、フレーム番号がQRコードに変換されるものとして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、バーコード、PDF417、DataMatrix あるいはMaxi Code等の他のコード情報に変換されるようにしても良い。 In the above-described embodiment, the QR code is used as the frame identification code and the frame number is converted into the QR code.However, the present invention is not limited to this, and the barcode, PDF417, It may be converted into other code information such as DataMatrix or Maxi Code.
さらに、フレーム識別コードとして、図5に一例を示したように、試験映像の下方に帯状の2値コードを配置し、図6に示したように、例えば白色の縞がフレーム識別コードの増加と共に一方方向に移動するようなコード体系を採用すれば、映像の滑らかさを縞模様の変化として、統計的のみならず視覚的にも認識できるようになる。 Furthermore, as shown in FIG. 5, as a frame identification code, a band-like binary code is arranged below the test video. As shown in FIG. 6, for example, white stripes increase with an increase in the frame identification code. If a code system that moves in one direction is adopted, the smoothness of the image can be recognized not only statistically but visually as a change in the stripe pattern.
1…試験映像データベース(DB),2…フレーム識別コード生成部,3…フレーム識別コード埋込部,4…符号化部,5…送信部,6…映像伝送路,7…受信部,8…復号部,9…再生部,10…映像撮影部,11…フレーム識別コード抽出部,12…品質評価部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Test video database (DB), 2 ... Frame identification code production | generation part, 3 ... Frame identification code embedding part, 4 ... Encoding part, 5 ... Transmission part, 6 ... Video transmission path, 7 ... Reception part, 8 ... Decoding section, 9 ... reproducing section, 10 ... video shooting section, 11 ... frame identification code extracting section, 12 ... quality evaluating section
Claims (8)
前記試験映像を符号化する符号化手段と、
前記符号化された試験映像を映像伝送路上に送出する送出手段と、
前記符号化された試験映像を受信して復号する復号手段と、
前記復号された試験映像を再生する再生手段と、
前記再生された試験映像を撮影する撮影手段と、
前記撮影された試験映像からコード情報を抽出するコード情報抽出手段と、
前記抽出されたコード情報に基づいて試験映像の品質を評価する品質評価手段とを含むことを特徴とする映像品質評価装置。 Test video generation means for generating a test video in which code information of a frame ID is displayed in each frame of the video;
Encoding means for encoding the test video;
Sending means for sending the encoded test video onto a video transmission path;
Decoding means for receiving and decoding the encoded test video;
Playback means for playing back the decoded test video;
Photographing means for photographing the reproduced test video;
Code information extracting means for extracting code information from the photographed test video;
A video quality evaluation apparatus comprising: quality evaluation means for evaluating the quality of a test video based on the extracted code information.
前記試験映像を符号化する手順と、
前記符号化された試験映像を映像伝送路上に送出する手順と、
前記符号化された試験映像を受信して復号する手順と、
前記復号された試験映像を再生する手順と、
前記再生された試験映像を撮影する手順と、
前記撮影された試験映像からコード情報を抽出する手順と、
前記抽出されたコード情報に基づいて試験映像の品質を評価する手順とを含むことを特徴とする映像品質評価方法。 A procedure for generating a test video in which code information of a frame ID is displayed in each frame of the video;
A procedure for encoding the test video;
Sending the encoded test video onto a video transmission path;
Receiving and decoding the encoded test video;
Replaying the decoded test video;
A procedure for photographing the reproduced test video;
A procedure for extracting code information from the photographed test video;
And a procedure for evaluating the quality of the test video based on the extracted code information.
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