JP2011049645A - Device and method for estimating video quality, and program - Google Patents

Device and method for estimating video quality, and program Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily estimate video quality with high accuracy by considering content dependency and codec implementation dependency of video quality. <P>SOLUTION: Based on a bit rate extracted from encoded video data of received video, average video quality corresponding to the bit rate is calculated by an average video quality calculation section 14; based on the bit rate and a video signal S of the received video, differential video quality representing a difference between the average video quality and the video quality of the received video is calculated by a differential video quality calculation section 15; video quality is calculated by a video quality calculation section 16 by correcting the average video quality with the differential video quality; and differential video quality is calculated based on a content influence rate, a differential global motion amount and a differential local motion amount in a differential video quality calculation section 15. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、映像品質推定技術に関し、特にIPネットワーク経由で行う映像通信に関する映像品質を推定する技術に関する。   The present invention relates to a video quality estimation technique, and more particularly to a technique for estimating video quality related to video communication performed via an IP network.

IPネットワークや端末機器の発展に伴い、IPTVサービス、映像配信サービス、TV電話サービスなど、映像メディアを用いた映像通信サービスが普及してきている。
映像メディアを用いた通信の場合、ネットワークの利用効率を向上させるため情報量圧縮(符号化)が行われる。符号化された映像メディアは、原映像、すなわち劣化のない映像信号と比較して、高周波成分の欠落やブロックノイズの増加などにより、ぼけ・にじみ・モザイク状の歪、ぎくしゃく感などといった現象を招く。このため、ユーザが知覚する品質、すなわちユーザ体感品質(QoE:Quality of Experience)は低下する。
このような映像通信サービスを品質良く提供するためには、サービス提供に先立った品質設計やサービス提供中の品質管理が重要となり、このためには、ユーザが享受する品質を適切に表現でき、しかも簡便かつ効率的な映像品質評価技術が必要となる。
With the development of IP networks and terminal devices, video communication services using video media, such as IPTV services, video distribution services, and TV phone services, have become widespread.
In the case of communication using video media, information amount compression (encoding) is performed in order to improve network utilization efficiency. The encoded video media causes phenomena such as blurring, blurring, mosaic distortion, and jerky feeling due to missing high frequency components and increased block noise compared to the original video, that is, a video signal without deterioration. . For this reason, the quality perceived by the user, that is, the quality of experience (QoE) is lowered.
In order to provide such a video communication service with high quality, quality design prior to service provision and quality management during service provision are important. For this purpose, the quality enjoyed by the user can be expressed appropriately. A simple and efficient video quality evaluation technique is required.

従来、例えば非特許文献1では、映像品質に影響を与える、ビットレートやパケット損失率などの品質パラメータから映像品質を推定する映像品質評価法が提案されている。また、例えば非特許文献2,3では、原映像信号、すなわち劣化のない映像信号と、劣化映像信号、すなわち符号化劣化やパケット損失劣化を含む映像信号とを比較することで、映像品質を推定する映像品質評価法が提案されている。これらの客観評価技術は、ある一定条件下で主観品質の統計的曖昧さと同程度の推定誤差で主観品質を推定可能である。   Conventionally, for example, Non-Patent Document 1 proposes a video quality evaluation method for estimating video quality from quality parameters such as bit rate and packet loss rate that affect video quality. For example, in Non-Patent Documents 2 and 3, video quality is estimated by comparing an original video signal, that is, a video signal without deterioration, and a degraded video signal, that is, a video signal including encoding degradation and packet loss degradation. A video quality evaluation method has been proposed. These objective evaluation techniques can estimate the subjective quality with an estimation error similar to the statistical ambiguity of the subjective quality under a certain condition.

ITU−T勧告G.1070ITU-T Recommendation G. 1070 ITU−T勧告J.144ITU-T Recommendation J.I. 144 ITU−T勧告J.247ITU-T Recommendation J.I. 247

しかしながら、このような従来技術では、映像品質のコンテンツ依存性やコーデック実装依存性を考慮して、映像品質を高い精度で容易に推定できないという問題点があった。このため、サービスを利用するユーザに対してある一定以上の品質を保っているかどうかをより正確に判断することができない。   However, in such a conventional technique, there is a problem that the video quality cannot be easily estimated with high accuracy in consideration of the content dependency of the video quality and the codec mounting dependency. For this reason, it cannot be determined more accurately whether or not a certain level of quality is maintained for a user who uses the service.

すなわち、前述した非特許文献1の技術によれば、品質パラメータから映像品質を推定しているため、ビットレートなどの品質パラメータが同一条件下である映像通信に関する映像品質の平均、すなわち平均映像品質を推定している。したがって、動き量の違い、画の複雑度の違いなど、映像コンテンツの違いによる品質への影響、すなわちコンテンツ依存性については、考慮されていない。   That is, according to the technique of Non-Patent Document 1 described above, since the video quality is estimated from the quality parameter, the average of the video quality related to video communication in which the quality parameters such as the bit rate are the same, that is, the average video quality Is estimated. Therefore, the influence on the quality due to the difference in the video contents such as the difference in the amount of motion and the difference in the complexity of the image, that is, the content dependency is not considered.

また、前述した非特許文献1や非特許文献の技術によれば、原映像信号に基づいてコンテンツ依存性を加味した映像品質、すなわち映像コンテンツごとの映像品質を推定しているものの、受信する映像信号の他に原映像信号を必要とすることから、ユーザが利用する、セットトップボックスやホームゲートウェイなどエンド端末での映像品質を、容易に推定することは困難である。   Further, according to the techniques of Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document described above, the video quality that takes into account the content dependency based on the original video signal, that is, the video quality for each video content is estimated, but the received video Since the original video signal is required in addition to the signal, it is difficult to easily estimate the video quality at the end terminal such as a set top box or home gateway used by the user.

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、映像品質のコンテンツ依存性やコーデック実装依存性を考慮して、映像品質を高い精度で容易に推定できる映像品質推定技術を提供することを目的としている。   The present invention is for solving such problems, and provides a video quality estimation technique that can easily estimate video quality with high accuracy in consideration of content dependency and codec implementation dependency of video quality. It is an object.

このような目的を達成するために、本発明にかかる映像品質推定装置は、IPネットワークを介して接続された映像配信装置と映像受信端末との間で、符号化映像データを格納したパケットで映像通信を行うことにより、当該映像配信装置から当該映像受信端末が受信した受信映像について、当該受信映像を視聴したユーザが知覚するユーザ体感品質を示す映像品質を算出する映像品質推定装置であって、符号化映像データからカウントした符号化映像データ量に基づいて、当該映像通信のビットレートを抽出するビットレート抽出部と、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートに基づいて、当該ビットレートの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な映像品質を平均映像品質として算出する平均映像品質算出部と、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートと受信映像の映像信号とに基づいて、平均映像品質算出部で得られた平均映像品質と受信映像の映像品質との差分を示す差分映像品質を算出する差分映像品質算出部と、差分映像品質算出部で得られた差分映像品質で、平均映像品質算出部で得られた平均映像品質を補正することにより、受信映像の映像品質を算出する映像品質算出部とを備え、差分映像品質算出部で、ビットレートに基づき算出した、受信映像の内容が当該受信映像の映像品質に与える影響の大きさを示すコンテンツ影響度と、当該ビットレートと映像信号とに基づき当該受信映像に固有の値として算出した、映像画面の全体的な動きの量を示す差分グローバル動き量、および映像画面内の局所的な動きの量を示す差分ローカル動き量とに基づいて、差分映像品質を算出する。   In order to achieve such an object, a video quality estimation apparatus according to the present invention uses a packet storing encoded video data between a video distribution apparatus and a video reception terminal connected via an IP network. A video quality estimation device that calculates a video quality indicating a user experience quality perceived by a user who has viewed the received video for the received video received by the video receiving terminal from the video distribution device by performing communication, A bit rate extraction unit that extracts the bit rate of the video communication based on the amount of encoded video data counted from the encoded video data, and a video of the bit rate based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit Average video quality calculation that calculates the average video quality obtained from multiple test video received via communication as the average video quality And a differential video quality indicating a difference between the average video quality obtained by the average video quality calculation unit and the video quality of the received video based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit and the video signal of the received video. Video for calculating the video quality of the received video by correcting the average video quality obtained by the average video quality calculation unit with the difference video quality obtained by the difference video quality calculation unit and the difference video quality calculation unit A quality calculation unit, and the difference video quality calculation unit calculated based on the bit rate, the content influence degree indicating the magnitude of the influence of the content of the received video on the video quality of the received video, the bit rate and the video Difference global motion amount indicating the amount of overall motion of the video screen, and difference indicating the amount of local motion within the video screen, calculated as a value specific to the received video based on the signal Karu based on the motion amount, calculates the differential image quality.

この際、差分映像品質算出部に、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートに基づいて、受信映像の内容が当該受信映像の映像品質に与える影響の大きさを示すコンテンツ影響度を算出するコンテンツ影響度算出部と、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートと受信映像の映像信号とに基づいて、受信映像のうち映像画面の全体的な動きの量を示すグローバル動き量と、試験用受信映像から得られる平均的なグローバル動き量を示す平均グローバル動き量との差分値を、差分グローバル動き量として算出する差分グローバル動き量算出部と、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートと受信映像の映像信号とに基づいて、受信映像のうち映像画面内の局所的な動きの量を示すローカル動き量と、試験用受信映像から得られる平均的なローカル動き量を示す平均ローカル動き量との差分値を、差分ローカル動き量として算出する差分ローカル動き量算出部と、コンテンツ影響度算出部で得られたコンテンツ影響度、差分グローバル動き量算出部で得られた差分グローバル動き量、および差分ローカル動き量算出部で得られた差分ローカル動き量とに基づいて、差分映像品質を算出する差分映像品質計算部とを設けてもよい。   At this time, the content for calculating the content influence level indicating the magnitude of the influence of the received video content on the video quality of the received video based on the bit rate extracted by the bit rate extracting unit in the differential video quality calculating unit Based on the influence rate calculation unit, the bit rate extracted by the bit rate extraction unit and the video signal of the received video, the global motion amount indicating the overall motion amount of the video screen in the received video, and the test reception The difference global motion amount calculation unit that calculates a difference value from the average global motion amount indicating the average global motion amount obtained from the video as the difference global motion amount, the bit rate extracted by the bit rate extraction unit, and the received video Of the received video, the local motion amount indicating the amount of local motion within the video screen, and the average received from the test received video. A difference local motion amount calculation unit that calculates a difference value from an average local motion amount indicating a local local motion amount as a difference local motion amount, and a content influence degree and a difference global motion amount calculation obtained by the content influence degree calculation unit A difference video quality calculation unit that calculates difference video quality may be provided based on the difference global motion amount obtained by the unit and the difference local motion amount obtained by the difference local motion amount calculation unit.

また、コンテンツ影響度算出部に、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる映像品質の最大値を示すビットレート−最大映像品質との関係を示す最大映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートの試験用受信映像から得られる最大映像品質を算出する最大映像品質算出部と、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる映像品質の最小値を示す最小映像品質との関係を示すビットレート−最小映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートの試験用受信映像から得られる最小映像品質を算出する最小映像品質算出部と、最大映像品質算出部で得られた最大映像品質から最小映像品質算出部で得られた最小映像品質を減算することにより、コンテンツ影響度を計算するコンテンツ影響度計算部とを設けてもよい。   In addition, the content influence degree calculation unit shows the maximum video quality characteristic indicating the relationship between the bit rate of the test reception video and the bit rate indicating the maximum value of the video quality obtained from the test reception video of the bit rate minus the maximum video quality. A maximum video quality calculation unit that calculates the maximum video quality obtained from the test reception video of the bit rate extracted by the bit rate extraction unit, the test video reception bit rate and the test reception of the bit rate The minimum video obtained from the received video for test of the bit rate extracted by the bit rate extraction unit based on the bit rate-minimum video quality characteristic indicating the relationship with the minimum video quality indicating the minimum value of the video quality obtained from the video The minimum video quality calculation unit that calculates quality, and the minimum video quality obtained by the minimum video quality calculation unit from the maximum video quality obtained by the maximum video quality calculation unit. By subtracting the quality may be provided a content influence degree calculation unit that calculates a content influence.

また、差分グローバル動き量算出部に、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる平均的なグローバル動き量を示す平均グローバル動き量との関係を示すビットレート−平均グローバル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートの試験用受信映像から得られる平均グローバル動き量を算出する平均グローバル動き量算出部と、受信映像の映像信号に基づいて、当該映像信号内の隣接フレーム間で映像画面の全体的な動きにより移動した画素数とその移動距離とから、当該受信映像のグローバル動き量を算出するグローバル動き量算出部と、平均グローバル動き量算出部で得られた平均グローバル動き量から、グローバル動き量算出部で得られたグローバル動き量を減算することにより、差分グローバル動き量を計算する差分グローバル動き量計算部とを設けてもよい。   In addition, the difference global motion amount calculation unit indicates a bit rate-average indicating a relationship between the bit rate of the test reception video and the average global motion amount indicating the average global motion amount obtained from the test reception video of the bit rate. Based on the global motion amount characteristics, based on the video signal of the received video, the average global motion amount calculating unit that calculates the average global motion amount obtained from the test reception video of the bit rate extracted by the bit rate extraction unit, A global motion amount calculation unit that calculates the global motion amount of the received video from the number of pixels moved by the overall motion of the video screen between adjacent frames in the video signal and the movement distance, and an average global motion amount calculation The global motion amount obtained by the global motion amount calculation unit is subtracted from the average global motion amount obtained by the part. And a may be provided with differential global motion amount calculation unit for calculating a difference global motion amount.

また、差分ローカル動き量算出部に、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる平均的なローカル動き量を示す平均ローカル動き量との関係を示すビットレート−平均ローカル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートの試験用受信映像から得られる平均ローカル動き量を算出する平均ローカル動き量算出部と、受信映像の映像信号に基づいて、当該映像信号内の隣接フレーム間で映像画面内の局所的な動きにより移動した画素数とその移動距離とから、当該受信映像のローカル動き量を算出するローカル動き量算出部と、平均ローカル動き量算出部で得られた平均ローカル動き量から、ローカル動き量算出部で得られたローカル動き量を減算することにより、差分ローカル動き量を計算する差分ローカル動き量計算部とを設けてもよい。   In addition, the difference local motion amount calculation unit indicates a bit rate-average indicating a relationship between the bit rate of the test received video and the average local motion amount indicating the average local motion amount obtained from the test received video of the bit rate. Based on the local motion amount characteristics, based on the average local motion amount calculation unit that calculates the average local motion amount obtained from the test reception video of the bit rate extracted by the bit rate extraction unit, based on the video signal of the reception video, A local motion amount calculation unit that calculates the local motion amount of the received video from the number of pixels moved by the local motion in the video screen between adjacent frames in the video signal and the movement distance; and an average local motion amount By subtracting the local motion amount obtained by the local motion amount calculation unit from the average local motion amount obtained by the calculation unit, the difference local motion amount is obtained. It may be provided with differential local motion amount calculation unit for calculating a motion amount.

また、グローバル動き量算出部で、隣接フレームごとに、一方のフレームを固定して他方のフレームを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これら両フレームが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該重複領域の画素数で平均した値が最も小さかったときの平行移動距離を算出し、これら平行移動距離を当該隣接フレームの数で平均することによりグローバル動き量を算出するようにしてもよい。   In addition, when the global motion amount calculation unit fixes one frame for each adjacent frame and translates the other frame vertically and horizontally one pixel at a time, the absolute value of the difference value of the pixel values of the overlapping region where these frames overlap It is also possible to calculate the global movement amount by calculating the parallel movement distance when the value obtained by averaging the values with the number of pixels of the overlapping region is the smallest, and averaging the parallel movement distance with the number of the adjacent frames. Good.

また、ローカル動き量算出部で、隣接フレームごとに、一方のフレームを固定して他方のフレームを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これら両フレームが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該重複領域の画素数で平均した値が最も小さかったときの当該差分値の標準偏差を算出し、これら標準偏差を当該隣接フレームの数で平均することによりローカル動き量を算出するようにしてもよい。   In addition, when the local motion amount calculation unit fixes one frame for each adjacent frame and translates the other frame vertically and horizontally one pixel at a time, the absolute value of the difference value of the pixel values of the overlapping region where these frames overlap each other Calculate the standard deviation of the difference value when the value averaged with the number of pixels in the overlap region is the smallest, and calculate the local motion amount by averaging these standard deviations with the number of adjacent frames. May be.

あるいは、ローカル動き量算出部で、隣接フレームのうち一方のフレームを固定して他方のフレームを縦横に1画素ずつ平行移動させて、これら両フレームが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該重複領域の画素数で平均した値が最も小さくなる位置関係に、両フレームを平行移動させた後、これら隣接フレームの両フレームをそれぞれ矩形状に区分して設けたブロックごとに、一方のフレームのブロックを固定して、他方のフレームのブロックを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これらブロックが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該ブロックの画素数で平均した値が最も小さかったときの平行移動距離をブロックごとに算出し、これら平行移動距離を当該ブロック数で平均した値を、当該隣接フレームの数で平均することによりローカル動き量を算出するようにしてもよい。   Alternatively, the local motion amount calculation unit fixes one of the adjacent frames and translates the other frame vertically and horizontally one pixel at a time, and the absolute value of the difference value of the pixel values of the overlapping region where these frames overlap. After shifting both frames in a positional relationship where the average value of the number of pixels in the overlapping area becomes the smallest, both frames of these adjacent frames are divided into rectangular shapes, and one block is provided for each block. When the block of the frame is fixed and the block of the other frame is translated horizontally and vertically by one pixel, the value obtained by averaging the absolute value of the difference value of the pixel values of the overlapping region where these blocks overlap with the number of pixels of the block is Calculate the parallel movement distance for each block when it was the smallest, and average these parallel movement distances with the number of blocks. It may be calculated local motion amount by Rukoto.

また、平均映像品質算出部で、ビットレートの増加に応じて平均映像品質が単調増加した後に任意の値に収束するビットレート−平均映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートに対応する平均映像品質を算出するようにしてもよい。   The bit extracted by the bit rate extraction unit based on the bit rate-average video quality characteristic that the average video quality calculation unit converges to an arbitrary value after the average video quality monotonously increases as the bit rate increases. The average video quality corresponding to the rate may be calculated.

また、最大映像品質算出部で、ビットレートの増加に応じて最大映像品質が単調増加した後に任意の値に収束するビットレート−最大映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートに対応する最大映像品質を算出するようにしてもよい。   Also, the bit extracted by the bit rate extraction unit based on the bit rate-maximum video quality characteristic that the maximum video quality calculation unit converges to an arbitrary value after the maximum video quality monotonously increases as the bit rate increases. The maximum video quality corresponding to the rate may be calculated.

また、最小映像品質算出部で、ビットレートの増加に応じて最小映像品質が単調増加した後に任意の値に収束するビットレート−最小映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートに対応する最小映像品質を算出するようにしてもよい。   The bit extracted by the bit rate extraction unit based on the bit rate-minimum video quality characteristic in which the minimum video quality is monotonously increased as the bit rate increases and then converges to an arbitrary value. The minimum video quality corresponding to the rate may be calculated.

また、平均グローバル動き量算出部で、ビットレートの増加に応じて平均グローバル動き量が単調減少した後に任意の値に収束するビットレート−平均グローバル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートに対応する平均グローバル動き量を算出するようにしてもよい。   Also, the average global motion amount calculation unit extracts the bit rate based on the bit rate-average global motion amount characteristic that converges to an arbitrary value after the average global motion amount decreases monotonously as the bit rate increases. An average global motion amount corresponding to the determined bit rate may be calculated.

また、平均ローカル動き量算出部で、ビットレートの増加に応じて平均ローカル動き量が単調減少した後に任意の値に収束するビットレート−平均ローカル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートに対応する平均ローカル動き量を算出するようにしてもよい。   Also, the average local motion amount calculation unit extracts the bit rate based on the bit rate-average local motion amount characteristic that converges to an arbitrary value after the average local motion amount monotonously decreases as the bit rate increases. The average local motion amount corresponding to the determined bit rate may be calculated.

また、差分映像品質計算部で、コンテンツ影響度と差分グローバル動き量との積、およびコンテンツ影響度と差分ローカル動き量との積の和の増加に応じて、差分映像品質が低下する差分映像品質特性に基づいて、コンテンツ影響度算出部で得られたコンテンツ影響度、差分グローバル動き量算出部で得られた差分グローバル動き量、および差分ローカル動き量算出部で得られた差分ローカル動き量に対応する、差分映像品質を算出するようにしてもよい。   Also, the difference video quality calculation unit causes the difference video quality to decrease as the product of the content impact level and the difference global motion amount and the sum of the product of the content impact level and the difference local motion amount increase. Corresponds to the content influence obtained by the content influence calculation unit, the difference global motion obtained by the difference global motion calculation unit, and the difference local motion obtained by the difference local motion calculation unit based on the characteristics The difference video quality may be calculated.

また、本発明にかかる映像品質推定方法は、IPネットワークを介して接続された映像配信装置と映像受信端末との間で、符号化映像データを格納したパケットで映像通信を行うことにより、当該映像配信装置から当該映像受信端末が受信した受信映像について、当該受信映像を視聴したユーザが知覚するユーザ体感品質を示す映像品質を算出する映像品質推定装置で用いられる映像品質推定方法であって、ビットレート抽出部が、符号化映像データからカウントした符号化映像データ量に基づいて、当該映像通信のビットレートを抽出するビットレート抽出ステップと、平均映像品質算出部が、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートに基づいて、当該ビットレートの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な映像品質を平均映像品質として算出する平均映像品質算出ステップと、差分映像品質算出部が、ビットレート抽出部で抽出されたビットレートと受信映像の映像信号とに基づいて、平均映像品質算出部で得られた平均映像品質と受信映像の映像品質との差分を示す差分映像品質を算出する差分映像品質算出ステップと、映像品質算出部が、差分映像品質算出部で得られた差分映像品質で、平均映像品質算出部で得られた平均映像品質を補正することにより、受信映像の映像品質を算出する映像品質算出ステップとを備え、差分映像品質算出ステップに、ビットレートに基づき算出した、受信映像の内容が当該受信映像の映像品質に与える影響の大きさを示すコンテンツ影響度と、当該ビットレートと映像信号とに基づき当該受信映像に固有の値として算出した、映像画面の全体的な動きの量を示す差分グローバル動き量、および映像画面内の局所的な動きの量を示す差分ローカル動き量とに基づいて、差分映像品質を算出するステップを含んでいる。   Also, the video quality estimation method according to the present invention performs video communication between a video distribution device and a video receiving terminal connected via an IP network by using a packet storing encoded video data. A video quality estimation method used in a video quality estimation device for calculating video quality indicating a user experience quality perceived by a user who views a received video from a distribution device received by the video receiving terminal, Based on the amount of encoded video data counted from the encoded video data by the rate extraction unit, a bit rate extraction step for extracting the bit rate of the video communication and an average video quality calculation unit are extracted by the bit rate extraction unit. Based on the average bit rate obtained from a plurality of received video images for testing received by video communication at the bit rate. An average video quality calculating step for calculating the image quality as an average video quality, and a difference video quality calculating unit, based on the bit rate extracted by the bit rate extracting unit and the video signal of the received video, A difference video quality calculation step for calculating a difference video quality indicating a difference between the obtained average video quality and the video quality of the received video, and the video quality calculation unit is a difference video quality obtained by the difference video quality calculation unit, A video quality calculation step for calculating the video quality of the received video by correcting the average video quality obtained by the average video quality calculation unit, and the received video calculated based on the bit rate in the differential video quality calculation step Specific to the received video based on the content influence level indicating the magnitude of the influence of the content on the video quality of the received video, the bit rate, and the video signal. Calculating the difference video quality based on the difference global motion amount indicating the overall motion amount of the video screen and the difference local motion amount indicating the local motion amount in the video screen, calculated as Contains.

また、本発明にかかるプログラムは、コンピュータを、前述したいずれかの映像品質推定装置を構成する各部として機能させるためのプログラムである。   Further, the program according to the present invention is a program for causing a computer to function as each unit constituting any one of the above-described video quality estimation apparatuses.

本発明によれば、受信映像の映像信号とその符号化映像データのパケットが取得できる環境であれば、映像品質のコンテンツ依存性やコーデック実装依存性を考慮した、受信映像に固有の差分映像品質を正確に算出することができ、受信映像の映像品質を高い精度で容易に推定することが可能となる。
したがって、サービス提供者は、映像通信サービスがユーザに対してある一定以上の品質を保っているかどうかを、より正確に判断することができ、提供中の映像通信サービスの品質実態を正確に把握・管理することが可能となる。
According to the present invention, if the video signal of the received video and the packet of the encoded video data can be acquired, the differential video quality specific to the received video in consideration of the content dependency and codec implementation dependency of the video quality. Can be calculated accurately, and the video quality of the received video can be easily estimated with high accuracy.
Therefore, the service provider can more accurately determine whether or not the video communication service maintains a certain level of quality for the user, and can accurately grasp the actual quality of the video communication service being provided. It becomes possible to manage.

本実施の形態にかかる映像品質推定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the video quality estimation apparatus concerning this Embodiment. グローバル動きを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows global movement. ローカル動きを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a local motion. 差分ローカル動き量と差分映像品質との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between difference local motion amount and difference image quality. 差分ローカル動き量と差分映像品質との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between difference local motion amount and difference image quality. ビットレートとコンテンツ影響度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a bit rate and a content influence degree. 本実施の形態にかかる映像品質推定装置で用いられる差分映像品質算出部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the difference video quality calculation part used with the video quality estimation apparatus concerning this Embodiment. 特性係数テーブルの構成例である。It is a structural example of a characteristic coefficient table. 本実施の形態にかかる映像品質推定装置の映像品質推定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the video quality estimation process of the video quality estimation apparatus concerning this Embodiment. ビットレート−平均映像品質特性を示すグラフである。It is a graph which shows a bit rate-average video quality characteristic. ビットレート−平均グローバル動き量特性を示すグラフである。It is a graph which shows a bit rate-average global motion amount characteristic. グローバル動き量算出処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a global motion amount calculation process. グローバル動き量算出処理を示す他の説明図である。It is another explanatory view showing the global motion amount calculation processing. ビットレート−平均ローカル動き量特性を示すグラフである。It is a graph which shows a bit rate-average local motion amount characteristic.

次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
[映像品質推定装置]
まず、図1を参照して、本実施の形態にかかる映像品質推定装置について説明する。図1は、本実施の形態にかかる映像品質推定装置の構成を示すブロック図である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Video quality estimation device]
First, a video quality estimation apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the video quality estimation apparatus according to this embodiment.

この映像品質推定装置10は、全体としてサーバ装置やパーソナルコンピュータなどの情報処理装置からなり、IPネットワーク3を介して接続された映像配信装置1と映像受信端末2との間で、符号化映像データを格納したパケットで映像通信を行うことにより、映像配信装置1から映像受信端末2が受信した受信映像について、当該受信映像を視聴したユーザが知覚するユーザ体感品質を示す映像品質を算出する機能を有している。   The video quality estimation device 10 is composed of an information processing device such as a server device or a personal computer as a whole, and encodes video data between a video distribution device 1 and a video reception terminal 2 connected via an IP network 3. A function of calculating video quality indicating user perceived quality perceived by a user who has viewed the received video with respect to the received video received by the video receiving terminal 2 from the video distribution device 1 by performing video communication using a packet storing Have.

映像配信装置1は、全体としてサーバ装置などの通信処理装置からなり、IPネットワーク3を介して映像受信端末2と映像通信を行う機能と、符号化した映像をこの映像通信により映像受信端末2へ配信する機能を有している。
映像受信端末2は、全体としてセットトップボックスやホームゲートウェイなどエンド端末装置からなり、IPネットワーク3を介して映像配信装置1との間で映像通信を行う機能と、この映像通信で受信したパケットに格納されている符号化映像データを復号して得られた受信映像を画面表示する機能とを有している。
The video distribution device 1 is composed of a communication processing device such as a server device as a whole, and has a function of performing video communication with the video receiving terminal 2 via the IP network 3 and the encoded video to the video receiving terminal 2 through this video communication. It has a function to distribute.
The video receiving terminal 2 consists of end terminal devices such as a set-top box and a home gateway as a whole. The video receiving terminal 2 has a function of performing video communication with the video distribution device 1 via the IP network 3 and a packet received by this video communication. It has a function of displaying the received video obtained by decoding the stored encoded video data on the screen.

[本発明の原理]
本発明は、映像配信装置1から映像受信端末2へ送信された符号化映像データから当該映像通信のビットレートを抽出し、このビットレートの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な映像品質、すなわち平均映像品質Vaveを算出し、このビットレートと映像受信端末2が受信再生した映像信号Sとから算出した差分映像品質dVで、平均映像品質Vaveを補正することにより、映像受信端末2で受信した受信映像に関する映像品質Vを推定する。
このうち、平均映像品質値Vaveは、例えば非特許文献1などの公知技術を用いて算出できるため、ここでは、差分映像品質dVを算出するための考え方について説明する。
[Principle of the present invention]
The present invention extracts the bit rate of the video communication from the encoded video data transmitted from the video distribution apparatus 1 to the video receiving terminal 2, and is obtained from a plurality of test received videos received by video communication at this bit rate. An average video quality, that is, an average video quality V ave is calculated, and the average video quality V ave is corrected with the difference video quality dV calculated from the bit rate and the video signal S received and reproduced by the video receiving terminal 2. Thus, the video quality V related to the received video received by the video receiving terminal 2 is estimated.
Among these, since the average video quality value V ave can be calculated using a known technique such as Non-Patent Document 1, for example, the concept for calculating the differential video quality dV will be described here.

[差分映像品質]
映像通信で配信する各種映像コンテンツのうち、時間当たりの画素値の変化の量、すなわち動き量の多い映像コンテンツは、当該映像コンテンツを符号化映像データへ符号化して配信する際、多くの符号映像データ量を必要とする。このため、このような映像コンテンツに関する映像品質は、同一ビットレートの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な映像品質、すなわち平均映像品質よりも映像品質が低くなる傾向がある。本発明では、このような傾向を踏まえ、受信映像の動き量を定量化した特徴量から差分映像品質を推定する。
[Differential video quality]
Among various video contents distributed by video communication, the amount of change in pixel value per time, that is, video content with a large amount of motion, is encoded with a large amount of encoded video when the video content is encoded into encoded video data and distributed. Requires a large amount of data. For this reason, the video quality related to such video content tends to be lower than the average video quality obtained from a plurality of test received videos received by video communication at the same bit rate, that is, the average video quality. is there. In the present invention, based on such a tendency, the difference video quality is estimated from the feature quantity obtained by quantifying the motion quantity of the received video.

[動き量]
映像の動きは、グローバル動きとローカル動きの2つに大別できる。
グローバル動きは、カメラのパーンなど、画面全体が平行移動するような動きである。図2は、グローバル動きを示す説明図である。そのため、符号化の際の動き補償による情報量の削減が容易であり、少ない情報量で符号化することができる。
また、ローカル動きは、画面内の人やモノなどのオブジェクトなど、画面の一部分が移動、変化するような動きである。図3は、ローカル動きを示す説明図である。そのため、符号化の際の動き補償による情報量の削減が難しく、多くの情報量が必要となる。
[Movement amount]
Video motion can be broadly divided into global motion and local motion.
Global movement is movement that the entire screen moves in parallel, such as camera panning. FIG. 2 is an explanatory diagram showing global movement. Therefore, the amount of information can be easily reduced by motion compensation at the time of encoding, and encoding can be performed with a small amount of information.
The local movement is a movement in which a part of the screen such as a person or an object in the screen moves or changes. FIG. 3 is an explanatory diagram showing local motion. Therefore, it is difficult to reduce the amount of information by motion compensation at the time of encoding, and a large amount of information is required.

このようなグローバル動きおよびローカル動き映像という動きの種類により、必要とする情報量が異なり、映像品質が異なる。そのため、動き量を映像品質に用いる場合に、グローバル動きとローカル動きを分けて定量化することが有効である。本発明では、この事実を用いて、2種類の動き量を定量化する。   The amount of information required differs depending on the type of motion such as global motion and local motion video, and the video quality differs. Therefore, when using the amount of motion for video quality, it is effective to separately quantify global motion and local motion. In the present invention, this fact is used to quantify the two types of motion.

[グローバル動き量]
まず、グローバル動き量の算出方法を説明する。受信映像の映像信号から抽出した、隣接する2つのフレームに対して、前フレームを固定し、後フレーム全体をある範囲内で縦横1画素ずつ平行移動、すなわちグローバル移動させる。そして、両フレームが重なる重複領域における両フレーム間の画素値の差分値の絶対値の合計を算出し、この合計値を両フレームの重複領域の画素数で平均した値を平均フレーム間差分値として算出する。なお、本発明でいう画素値は、当該画素の輝度値や色差値からなる。
[Global motion amount]
First, a method for calculating the global motion amount will be described. For the two adjacent frames extracted from the video signal of the received video, the previous frame is fixed, and the entire rear frame is translated by one pixel vertically and horizontally within a certain range, that is, globally moved. Then, the sum of absolute values of the difference values of the pixel values between the two frames in the overlapping region where both frames overlap is calculated, and a value obtained by averaging the total value with the number of pixels in the overlapping region of both frames is used as an average inter-frame difference value. calculate. The pixel value referred to in the present invention is composed of the luminance value and color difference value of the pixel.

次に、この平均フレーム間差分値が最小となるときのグローバル移動を示すベクトル、すなわちグローバルベクトルの絶対値を、当該グローバルベクトルの水平成分と垂直成分の二乗平均平方根で算出する。算出した距離を隣接フレーム数で平均した値をグローバルな動きの大きさ、すなわちグローバル動き量とする。   Next, a vector indicating global movement when the average inter-frame difference value is minimized, that is, the absolute value of the global vector is calculated by the root mean square of the horizontal component and the vertical component of the global vector. A value obtained by averaging the calculated distances by the number of adjacent frames is set as a global motion magnitude, that is, a global motion amount.

[ローカル動き量]
次に、ローカル動き量の算出方法を2通り説明する。
まず、第1の算出方法は、受信映像の映像信号から抽出した、隣接する2つのフレームに対して、前フレームを固定し、後フレームをグローバル移動させる。そして、両フレームが重なる重複領域における両フレーム間の画素値の差分値の標準偏差を算出する。算出した標準偏差を隣接フレーム数で平均した値を、ローカルな動きの大きさ、すなわちローカル動き量とする。
[Local movement amount]
Next, two methods for calculating the local motion amount will be described.
First, in the first calculation method, the previous frame is fixed and the subsequent frame is globally moved with respect to two adjacent frames extracted from the video signal of the received video. Then, the standard deviation of the difference value of the pixel value between both frames in the overlapping region where both frames overlap is calculated. A value obtained by averaging the calculated standard deviations with the number of adjacent frames is set as a local motion magnitude, that is, a local motion amount.

次に、第2の算出方法は、受信映像の映像信号の画面を、例えば8画素×8画素の矩形状のブロックに区分し、隣接する2つのフレームに対して、前フレームを固定し、後フレーム内のブロックをある範囲内で縦横1画素ずつ平行移動、すなわちローカル移動させる。そして、ブロックが重なる重複領域における両ブロック間の画素値の差分値の絶対値の合計を算出し、この合計値を両ブロックの重複領域の画素数で平均した値を平均ブロック間差分値として算出する。   Next, the second calculation method divides the screen of the video signal of the received video into rectangular blocks of, for example, 8 pixels × 8 pixels, fixes the previous frame to two adjacent frames, and The blocks in the frame are moved in parallel by one pixel vertically and horizontally within a certain range, that is, locally moved. Then, the sum of absolute values of the difference values of the pixel values between the two blocks in the overlapping region where the blocks overlap is calculated, and a value obtained by averaging this total value with the number of pixels in the overlapping region of both blocks is calculated as the average inter-block difference value. To do.

次に、この平均ブロック間差分値が最小となるときのローカル移動を示すベクトル、すなわちローカルベクトルについて、当該ローカルベクトルから当該隣接フレーム間のグローバルベクトルを減算したベクトルの絶対値を、当該隣接フレーム間のブロックごとに算出する。算出した絶対値を画面内のブロック数で平均し、さらに隣接フレーム数で平均した値を、ローカルな動きの大きさ、すなわちローカル動き量とする。   Next, for the vector indicating local movement when the average inter-block difference value is minimum, that is, the local vector, the absolute value of the vector obtained by subtracting the global vector between the adjacent frames from the local vector is calculated between the adjacent frames. Calculate for each block. The calculated absolute value is averaged by the number of blocks in the screen, and the value averaged by the number of adjacent frames is defined as the local motion magnitude, that is, the local motion amount.

同一ビットレート条件下で行われる映像通信において、映像コンテンツのグローバル動き量と、複数の試験用受信映像からなる映像集合から得られる平均的なグローバル動き量、すなわち平均グローバル動き量とに着目した場合、これらグローバル動き量と平均グローバル動き量との差分を示す差分グローバル動き量と、差分映像品質との間に、一次近似の関係がある。図4は、差分ローカル動き量と差分映像品質との関係を示すグラフである。   In video communication performed under the same bit rate condition, when focusing on the global motion amount of video content and the average global motion amount obtained from a video set consisting of multiple test received images, that is, the average global motion amount There is a linear approximation relationship between the difference global motion amount indicating the difference between the global motion amount and the average global motion amount, and the difference video quality. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the difference local motion amount and the difference video quality.

同様に、同一ビットレート条件下で行われる映像通信において、映像コンテンツのローカル動き量と、複数の試験用受信映像からなる映像集合から得られる平均的なローカル動き量、すなわち平均ローカル動き量とに着目した場合、これらローカル動き量と平均ローカル動き量との差分を示す差分ローカル動き量と、差分映像品質との間にも、一次近似の関係がある。図5は、差分ローカル動き量と差分映像品質との関係を示すグラフである。   Similarly, in video communication performed under the same bit rate condition, the local motion amount of the video content and the average local motion amount obtained from a video set composed of a plurality of received video images for testing, that is, the average local motion amount. When attention is paid, there is also a linear approximation relationship between the difference local motion amount indicating the difference between the local motion amount and the average local motion amount and the difference video quality. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the difference local motion amount and the difference video quality.

また、同じ映像コンテンツ(動き量)でも、映像コンテンツが映像品質に与える影響の度合いはビットレートの違いによって異なる。図6は、ビットレートとコンテンツ影響度との関係を示すグラフである。ここでは、同一ビットレート条件下の映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる映像品質について、最大の映像品質を示す最大映像品質と最小の映像品質を示す最小映像品質との差分値からなるコンテンツ影響度と、ビットレートの関係が示されている。   In addition, even with the same video content (motion amount), the degree of influence of the video content on the video quality varies depending on the bit rate. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the bit rate and the content influence level. Here, the difference between the maximum video quality indicating the maximum video quality and the minimum video quality indicating the minimum video quality for the video quality obtained from a plurality of test reception videos received by video communication under the same bit rate condition The relationship between the content influence level and the bit rate is shown.

さらに、このコンテンツ影響度と差分グローバル動き量の積と、コンテンツ影響度と差分ローカル動き量の積との和に対して、差分映像品質は、一次近似の関係を有している。
本発明は、このような関係に基づいて、受信映像のビットレートとその映像信号とから差分映像品質dVを算出し、算出した差分映像品質dVで、受信パケットのヘッダ情報から算出した平均映像品質Vaveを補正することにより、ユーザが知覚する映像品質Vを算出する。
Further, the difference video quality has a first-order approximation relationship with respect to the sum of the product of the content influence degree and the difference global motion amount and the product of the content influence degree and the difference local motion amount.
Based on such a relationship, the present invention calculates the difference video quality dV from the bit rate of the received video and the video signal, and calculates the average video quality calculated from the header information of the received packet with the calculated difference video quality dV. The video quality V perceived by the user is calculated by correcting V ave .

[本実施の形態の構成]
次に、図1および図7を参照して、本実施の形態にかかる映像品質推定装置10の構成について詳細に説明する。図7は、本実施の形態にかかる映像品質推定装置で用いられる差分映像品質算出部の構成を示すブロック図である。
[Configuration of the embodiment]
Next, the configuration of the video quality estimation apparatus 10 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 7. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a difference video quality calculation unit used in the video quality estimation apparatus according to the present embodiment.

この映像品質推定装置10は、全体としてサーバ装置やパーソナルコンピュータなどの情報処理装置からなり、主な機能部として、パケット取得部11、ビットレート抽出部12、映像信号取得部13、平均映像品質算出部14、差分映像品質算出部15、および映像品質算出部16が設けられている。   The video quality estimation device 10 is composed of an information processing device such as a server device or a personal computer as a whole, and the main functional units include a packet acquisition unit 11, a bit rate extraction unit 12, a video signal acquisition unit 13, an average video quality calculation. A unit 14, a difference video quality calculation unit 15, and a video quality calculation unit 16 are provided.

パケット取得部11は、通信インターフェース回路からなり、映像受信端末2またはIPネットワーク3と映像受信端末2との間の通信経路から、映像配信装置1から映像受信端末2へ符号化映像データを配信するためのパケットのうち、当該受信映像の推定に用いる品質推定区間におけるパケットを取得する機能を有している。   The packet acquisition unit 11 includes a communication interface circuit, and distributes encoded video data from the video distribution device 1 to the video reception terminal 2 through a communication path between the video reception terminal 2 or the IP network 3 and the video reception terminal 2. For obtaining the packet in the quality estimation section used for the estimation of the received video.

ビットレート抽出部12は、パケット取得部11で取得したパケットに含まれる各種情報から、当該符号化映像データのビットレートBrを算出する機能を有している。パケット内には、ヘッダ情報のほか、符号化映像データに関するトランスポートストリーム(TS:Transport stream)やエレメンタリーストリーム(ES:Elementary stream)などが存在する。ビットレート抽出部12は、パケット取得部11で取得したパケットから、品質推定区間内における符号化映像データのデータ量をカウントし、そのデータ量を単位時間当たりデータ量に換算することにより、ビットレートBrを算出する。 The bit rate extracting unit 12, the various information contained in the packet acquired by the packet acquisition unit 11 has a function of calculating a bit rate B r of the coded video data. In the packet, in addition to header information, there are a transport stream (TS: Transport stream) and an elementary stream (ES: Elementary stream) related to encoded video data. The bit rate extraction unit 12 counts the data amount of the encoded video data in the quality estimation section from the packet acquired by the packet acquisition unit 11, and converts the data amount into a data amount per unit time, thereby obtaining a bit rate. Br is calculated.

映像信号取得部13は、専用の映像インターフェース回路からなり、映像受信端末2が映像配信装置1から受信して復号し、映像受信端末2からLCDやPDPなどのディスプレイ装置へ出力する映像信号Sを取得する機能を有している。   The video signal acquisition unit 13 includes a dedicated video interface circuit. The video reception terminal 2 receives and decodes the video signal from the video distribution device 1 and outputs the video signal S output from the video reception terminal 2 to a display device such as an LCD or a PDP. It has a function to acquire.

平均映像品質算出部14は、ビットレート抽出部12で得られたビットレートBrに基づいて、このビットレートBrの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な平均映像品質Vaveを算出する機能を有している。 The average video quality calculation unit 14, based on the bit rate B r obtained by the bit rate extracting unit 12, average mean images obtained from a plurality of test received video received by the video communication bit rate B r It has a function to calculate the quality V ave .

具体的には、平均映像品質算出部14において、ビットレートの増加に応じて平均映像品質が単調増加した後に任意の値に収束するビットレート−平均映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する平均映像品質Vaveを算出する。
なお、平均映像品質値Vaveの算出方法については、例えば非特許文献1などの公知技術を利用してもよい。
Specifically, in the average video quality calculation unit 14, the bit rate extraction unit 12 is based on a bit rate-average video quality characteristic that converges to an arbitrary value after the average video quality monotonously increases with an increase in the bit rate. The average video quality V ave corresponding to the bit rate Br extracted in step S is calculated.
As a method for calculating the average video quality value V ave , for example, a known technique such as Non-Patent Document 1 may be used.

差分映像品質算出部15は、ビットレート抽出部12で得られたビットレートBrと映像信号取得部13で取得した映像信号Sとに基づいて、平均映像品質算出部14で得られた平均映像品質Vaveと受信映像の映像品質Vとの差分を示す差分映像品質dVを算出する機能を有している。 The difference video quality calculation unit 15 calculates the average video obtained by the average video quality calculation unit 14 based on the bit rate Br obtained by the bit rate extraction unit 12 and the video signal S obtained by the video signal acquisition unit 13. It has a function of calculating the difference video quality dV indicating the difference between the quality Vave and the video quality V of the received video.

映像品質算出部16は、差分映像品質算出部15で算出した差分映像品質dVで、平均映像品質算出部14で算出した平均映像品質値Vaveを補正することにより、映像受信端末2で受信した受信映像を視聴したユーザが知覚するユーザ体感品質を示す映像品質Vを算出する機能を有している。 The video quality calculation unit 16 corrects the average video quality value V ave calculated by the average video quality calculation unit 14 with the differential video quality dV calculated by the differential video quality calculation unit 15, thereby receiving the video quality at the video receiving terminal 2. It has a function of calculating the video quality V indicating the user experience quality perceived by the user who viewed the received video.

[差分映像品質算出部の構成]
差分映像品質算出部15には、主な機能部として、コンテンツ影響度算出部21、差分グローバル動き量算出部22、差分ローカル動き量算出部23、および差分映像品質計算部24が設けられている。
[Configuration of difference video quality calculation unit]
The difference video quality calculation unit 15 includes a content influence calculation unit 21, a difference global motion amount calculation unit 22, a difference local motion amount calculation unit 23, and a difference video quality calculation unit 24 as main functional units. .

コンテンツ影響度算出部21は、ビットレート抽出部12で得られたビットレートBrに基づいて、受信映像の内容が当該受信映像の映像品質に与える影響の大きさを示すコンテンツ影響度Cを算出する機能を有している。
このコンテンツ影響度算出部21は、主な処理部として、最大映像品質算出部21A、最小映像品質算出部21B、およびコンテンツ影響度計算部21Cが設けられている。
Based on the bit rate Br obtained by the bit rate extraction unit 12, the content influence degree calculation unit 21 calculates a content influence degree C indicating the magnitude of the influence of the received video content on the video quality of the received video. It has a function to do.
The content influence level calculation unit 21 includes a maximum video quality calculation unit 21A, a minimum video quality calculation unit 21B, and a content influence level calculation unit 21C as main processing units.

最大映像品質算出部21Aは、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる映像品質の最大値を示す最大映像品質との関係を示すビットレート−最大映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrの試験用受信映像から得られる最大映像品質Vmaxを算出する機能を有している。 The maximum video quality calculation unit 21A sets a bit rate-maximum video quality characteristic indicating the relationship between the bit rate of the test reception video and the maximum video quality indicating the maximum value of the video quality obtained from the test reception video of the bit rate. based on, and has a function of calculating the maximum image quality V max obtained from the test received video bit rate B r extracted by the bit rate extracting unit 12.

具体的には、最大映像品質算出部21Aにおいて、ビットレートの増加に応じて最大映像品質が単調増加した後に任意の値に収束するビットレート−最大映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する最大映像品質Vmaxを算出する。 Specifically, in the maximum video quality calculation unit 21A, the bit rate extraction unit 12 is based on the bit rate-maximum video quality characteristic that converges to an arbitrary value after the maximum video quality monotonously increases as the bit rate increases. The maximum video quality V max corresponding to the bit rate Br extracted in step S is calculated.

最小映像品質算出部21Bは、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる映像品質の最小値を示す最小映像品質との関係を示すビットレート−最小映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrの試験用受信映像から得られる最小映像品質Vminを算出する機能を有している。 The minimum video quality calculation unit 21B sets the bit rate-minimum video quality characteristic indicating the relationship between the bit rate of the test reception video and the minimum video quality indicating the minimum value of the video quality obtained from the test reception video of the bit rate. based on, and has a function of calculating the minimum video quality V min obtained from the test received video bit rate B r extracted by the bit rate extracting unit 12.

具体的には、最小映像品質算出部21Bにおいて、ビットレートの増加に応じて最小映像品質が単調増加した後に任意の値に収束するビットレート−最小映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する最小映像品質Vminを算出する。 Specifically, in the minimum video quality calculation unit 21B, the bit rate extraction unit 12 is based on the bit rate-minimum video quality characteristic that converges to an arbitrary value after the minimum video quality monotonously increases as the bit rate increases. The minimum video quality V min corresponding to the bit rate Br extracted in step S is calculated.

コンテンツ影響度計算部21Cは、最大映像品質算出部21Aで得られた最大映像品質Vmaxから、最小映像品質算出部21Bで得られた最小映像品質Vminを減算することにより、コンテンツ影響度Cを算出する機能を有している The content influence level calculation unit 21C subtracts the minimum video quality V min obtained by the minimum video quality calculation unit 21B from the maximum video quality V max obtained by the maximum video quality calculation unit 21A, thereby obtaining the content influence level C Has the function to calculate

差分グローバル動き量算出部22は、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートと映像信号取得部13で取得した受信映像の映像信号Sとに基づいて、受信映像のうち映像画面の全体的な動きの量を示すグローバル動き量GMVと、試験用受信映像から得られる平均的なグローバル動き量を示す平均グローバル動き量GMVaveとの差分値を、差分グローバル動き量dGMVとして算出する機能を有している。
この差分グローバル動き量算出部22には、主な処理部として、平均グローバル動き量算出部22A、グローバル動き量算出部22B、および差分グローバル動き量計算部22Cが設けられている。
Based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit 12 and the video signal S of the received video acquired by the video signal acquisition unit 13, the difference global motion amount calculation unit 22 determines the overall video screen of the received video. A function of calculating a difference value between the global motion amount GMV indicating the amount of motion and the average global motion amount GMV ave indicating the average global motion amount obtained from the test received video as a differential global motion amount dGMV ing.
The difference global motion amount calculation unit 22 includes an average global motion amount calculation unit 22A, a global motion amount calculation unit 22B, and a difference global motion amount calculation unit 22C as main processing units.

平均グローバル動き量算出部22Aは、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる平均的なグローバル動き量を示す平均グローバル動き量との関係を示すビットレート−平均グローバル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrの試験用受信映像から得られる平均グローバル動き量GMVaveを算出する機能を有している。 The average global motion amount calculation unit 22A is configured to determine the relationship between the bit rate of the test received video and the average global motion amount indicating the average global motion amount obtained from the test received video having the bit rate. based on the amount of motion characteristics, and has a function of calculating the average global motion amount GMV ave obtained from the test received video bit rate B r extracted by the bit rate extracting unit 12.

具体的には、平均グローバル動き量算出部22Aにおいて、ビットレートの増加に応じて平均グローバル動き量が単調減少した後に任意の値に収束するビットレート−平均グローバル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する平均グローバル動き量GMVaveを算出する。 Specifically, the average global motion amount calculation unit 22A determines the bit rate based on the bit rate-average global motion amount characteristic that converges to an arbitrary value after the average global motion amount monotonously decreases in accordance with the increase in the bit rate. calculating the average global motion amount GMV ave corresponding to the bit rate B r extracted by the extraction unit 12.

グローバル動き量算出部22Bは、映像信号取得部13で取得した映像信号Sに基づいて、当該映像信号S内の隣接フレーム間で映像画面の全体的な動きにより移動した画素数とその移動距離とから、当該受信映像のグローバル動き量GMVを算出する機能を有している。   Based on the video signal S acquired by the video signal acquisition unit 13, the global motion amount calculation unit 22B determines the number of pixels moved by the overall motion of the video screen between adjacent frames in the video signal S and the movement distance thereof. From this, it has a function of calculating the global motion amount GMV of the received video.

具体的には、グローバル動き量算出部22Bにおいて、隣接フレームごとに、一方のフレームを固定して他方のフレームを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これら両フレームが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該重複領域の画素数で平均した値が最も小さかったときの平行移動距離を算出し、これら平行移動距離を当該隣接フレームの数で平均することによりグローバル動き量GMVを算出する。   Specifically, in the global motion amount calculation unit 22B, when one frame is fixed for each adjacent frame and the other frame is translated horizontally and vertically one pixel at a time, the pixel values of the overlapping region where these two frames overlap are determined. The parallel movement distance when the absolute value of the difference value is averaged by the number of pixels in the overlap region is the smallest, and the global movement amount GMV is calculated by averaging the parallel movement distance by the number of the adjacent frames. To do.

差分グローバル動き量計算部22Cは、平均グローバル動き量算出部22Aで得られた平均グローバル動き量GMVaveから、グローバル動き量算出部22Bで得られたグローバル動き量GMVを減算することにより、差分グローバル動き量dGMVを計算する機能を有している。 The difference global motion amount calculation unit 22C subtracts the global motion amount GMV obtained by the global motion amount calculation unit 22B from the average global motion amount GMV ave obtained by the average global motion amount calculation unit 22A. It has a function of calculating the motion amount dGMV.

差分ローカル動き量算出部23は、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrと受信映像の映像信号Sとに基づいて、受信映像のうち映像画面内の局所的な動きの量を示すローカル動き量LMVと、試験用受信映像から得られる平均的なローカル動き量を示す平均ローカル動き量LMVaveとの差分値を、差分ローカル動き量dLMVとして算出する機能を有している。
この差分ローカル動き量算出部23には、主な処理部として、平均ローカル動き量算出部23A、ローカル動き量算出部23B、および差分ローカル動き量計算部23Cが設けられている。
Differential local motion amount calculation unit 23, based on the video signal S of the bit rate extracting unit 12 a bit rate B r and the received image extracted in indicates the amount of local motion of the video screen in the received video It has a function of calculating a difference value between the local motion amount LMV and the average local motion amount LMV ave indicating the average local motion amount obtained from the test received video as the difference local motion amount dLMV.
The difference local motion amount calculation unit 23 includes an average local motion amount calculation unit 23A, a local motion amount calculation unit 23B, and a difference local motion amount calculation unit 23C as main processing units.

平均ローカル動き量算出部23Aは、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる平均的なローカル動き量を示す平均ローカル動き量との関係を示すビットレート−平均ローカル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrの試験用受信映像から得られる平均ローカル動き量LMVaveを算出する機能を有している。 The average local motion amount calculation unit 23A is a bit rate-average local that indicates the relationship between the bit rate of the test reception video and the average local motion amount indicating the average local motion amount obtained from the test reception video of the bit rate. Based on the motion amount characteristic, it has a function of calculating the average local motion amount LMV ave obtained from the test received video of the bit rate Br extracted by the bit rate extraction unit 12.

具体的には、平均ローカル動き量算出部23Aにおいて、ビットレートの増加に応じて平均ローカル動き量が単調減少した後に任意の値に収束するビットレート−平均ローカル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する平均ローカル動き量LMVaveを算出する。 Specifically, the average local motion amount calculation unit 23A determines the bit rate based on the bit rate-average local motion amount characteristic that converges to an arbitrary value after the average local motion amount monotonously decreases in accordance with the increase in the bit rate. It means corresponding to the bit rate B r extracted by the extraction unit 12 calculates the local motion amount LMV ave.

ローカル動き量算出部23Bは、映像信号取得部13で取得した映像信号Sに基づいて、当該映像信号S内の隣接フレーム間で映像画面内の局所的な動きにより移動した画素数とその移動距離とから、当該受信映像のローカル動き量LMVを算出する機能を有している。   Based on the video signal S acquired by the video signal acquisition unit 13, the local motion amount calculation unit 23B determines the number of pixels moved by the local motion in the video screen between adjacent frames in the video signal S and the moving distance thereof. And the function of calculating the local motion amount LMV of the received video.

具体的なローカル動き量算出方法の1つ目は、ローカル動き量算出部23Bにおいて、隣接フレームごとに、一方のフレームを固定して他方のフレームを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これら両フレームが重なる重複領域の画素値の差分値の標準偏差を当該重複領域の画素数で平均した値が最も小さかったときの平行移動距離を算出し、これら平行移動距離を当該隣接フレームの数で平均することによりローカル動き量を算出する。   The first specific local motion amount calculation method is that when the local motion amount calculation unit 23B fixes one frame for each adjacent frame and translates the other frame vertically and horizontally one pixel at a time. Calculate the translation distance when the standard deviation of the difference value of the pixel value of the overlapping area where the frames overlap is averaged by the number of pixels of the overlapping area, and calculate the average of these translation distances based on the number of adjacent frames. Thus, the local motion amount is calculated.

具体的なローカル動き量算出方法の2つ目は、ローカル動き量算出部23Bにおいて、隣接フレームの両フレームをそれぞれ矩形状に区分して設けたブロックごとに、一方のフレームのブロックを固定して、他方のフレームのブロックを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これらブロックが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該ブロックの画素数で平均した値が最も小さかったときの平行移動距離をブロックごとに算出し、これら平行移動距離を当該ブロック数で平均した値を、当該隣接フレームの数で平均することによりローカル動き量を算出する。   The second specific local motion amount calculation method is that the local motion amount calculation unit 23B fixes a block of one frame for each block provided by dividing both frames of adjacent frames into rectangular shapes. When the block of the other frame is translated horizontally and vertically by 1 pixel, the translation when the absolute value of the difference value of the pixel values of the overlapping region where these blocks overlap is the smallest value averaged by the number of pixels of the block. The distance is calculated for each block, and the local motion amount is calculated by averaging the values obtained by averaging these parallel movement distances by the number of blocks with the number of adjacent frames.

差分ローカル動き量計算部23Cは、平均ローカル動き量算出部23Aで得られた平均ローカル動き量LMVaveから、ローカル動き量算出部23Bで得られたローカル動き量LMVを減算することにより、差分ローカル動き量dLMVを計算する機能を有している。 The difference local motion amount calculation unit 23C subtracts the local motion amount LMV obtained by the local motion amount calculation unit 23B from the average local motion amount LMV ave obtained by the average local motion amount calculation unit 23A, thereby obtaining the difference local motion amount LMV ave. It has a function of calculating the movement amount dLMV.

差分映像品質計算部24は、コンテンツ影響度算出部21で得られたコンテンツ影響度C、差分グローバル動き量算出部22で得られた差分グローバル動き量dGMV、および差分ローカル動き量算出部23で得られた差分ローカル動き量dLMVとに基づいて、差分映像品質dVを算出する機能を有している。   The difference video quality calculation unit 24 is obtained by the content influence degree C obtained by the content influence degree calculation unit 21, the difference global movement amount dGMV obtained by the difference global movement amount calculation unit 22, and the difference local movement amount calculation unit 23. Based on the obtained difference local motion amount dLMV, it has a function of calculating the difference video quality dV.

具体的には、差分映像品質計算部24において、コンテンツ影響度Cと差分グローバル動き量dGMVとの積、およびコンテンツ影響度Cと差分ローカル動き量dLMVとの積の和の増加に応じて、差分映像品質が低下する差分映像品質特性に基づいて、コンテンツ影響度算出部21で得られたコンテンツ影響度C、差分グローバル動き量算出部22で得られた差分グローバル動き量dGMV、および差分ローカル動き量算出部23で得られた差分ローカル動き量dLMVに対応する、差分映像品質dVを算出する。   Specifically, in the difference video quality calculation unit 24, the difference is determined in accordance with an increase in the sum of the product of the content influence degree C and the difference global motion amount dGMV and the product of the content influence degree C and the difference local motion amount dLMV. Based on the difference video quality characteristic in which the video quality is degraded, the content influence degree C obtained by the content influence degree calculation unit 21, the difference global movement amount dGMV obtained by the difference global movement amount calculation unit 22, and the difference local movement amount The difference video quality dV corresponding to the difference local motion amount dLMV obtained by the calculation unit 23 is calculated.

映像品質推定装置10における機能部のうち、ビットレート抽出部12、平均映像品質算出部14、差分映像品質算出部15、および映像品質算出部16については、演算処理部により実現してもよい。演算処理部は、CPUなどのマイクロコンピュータとその周辺回路を有し、記憶部からプログラムを読み込んで実行することにより、各種機能部を実現する。   Of the functional units in the video quality estimation apparatus 10, the bit rate extraction unit 12, the average video quality calculation unit 14, the difference video quality calculation unit 15, and the video quality calculation unit 16 may be realized by an arithmetic processing unit. The arithmetic processing unit includes a microcomputer such as a CPU and its peripheral circuits, and implements various functional units by reading and executing a program from the storage unit.

なお、映像品質推定装置10には、一般的なサーバ装置やパーソナルコンピュータなどの情報処理装置と同様に、演算処理部や記憶部のほか、LCDなどのディスプレイ装置、キーボードやマウスなどの操作入力装置、通信インターフェース、データ入出力インターフェースなどの各種機能部が設けられているものとする。   The video quality estimation apparatus 10 includes an arithmetic processing unit and a storage unit, a display device such as an LCD, and an operation input device such as a keyboard and a mouse, as in an information processing device such as a general server device or personal computer. It is assumed that various functional units such as a communication interface and a data input / output interface are provided.

また、平均映像品質算出部14で用いるビットレート−平均映像品質特性、最大映像品質算出部21Aで用いるビットレート−最大映像品質特性、最小映像品質算出部21Bで用いるビットレート−最小映像品質特性、平均グローバル動き量算出部22Aで用いるビットレート−平均グローバル動き量特性、平均ローカル動き量算出部23Aで用いるビットレート−平均ローカル動き量特性、差分映像品質計算部24で用いる差分映像品質特性については、異なるビットレートで映像通信を予め試験的に実施し、得られた試験用受信映像から得られた算出結果から、それぞれの特性を示す関数式を導出して、記憶部(図示せず)に格納しておけばよい。   Further, the bit rate used in the average video quality calculation unit 14—average video quality characteristic, the bit rate used in the maximum video quality calculation unit 21A—maximum video quality characteristic, the bit rate used in the minimum video quality calculation unit 21B—minimum video quality characteristic, Regarding the bit rate-average global motion amount characteristic used in the average global motion amount calculation unit 22A, the bit rate-average local motion amount characteristic used in the average local motion amount calculation unit 23A, and the difference video quality characteristic used in the difference video quality calculation unit 24 The video communication is conducted experimentally at different bit rates in advance, and from the calculation results obtained from the received received video for testing, function expressions indicating the respective characteristics are derived and stored in the storage unit (not shown). Store it.

また、これら特性は、それぞれの映像通信におけるコーデック種別、サービス種別、映像解像度などの品質パラメータに依存して変化する可能性がある。したがって、これら特性を示す関数式を決定する特性係数を、これら品質パラメータの組み合わせごとに予め算出して、関数式とともに記憶部(図示せず)に特性係数テーブルとして格納しておき、推定対象となる映像通信の品質パラメータに対応する特性係数を記憶部から読み出して、それぞれの特性を決定すればよい。図8は、特性係数テーブルの構成例である。   These characteristics may change depending on quality parameters such as codec type, service type, and video resolution in each video communication. Therefore, a characteristic coefficient for determining a function expression indicating these characteristics is calculated in advance for each combination of these quality parameters, stored together with the function expression in a storage unit (not shown) as a characteristic coefficient table, The characteristic coefficient corresponding to the quality parameter of the video communication is read from the storage unit, and each characteristic may be determined. FIG. 8 is a configuration example of the characteristic coefficient table.

[本実施の形態の動作]
次に、図9を参照して、本実施の形態にかかる映像品質推定装置10の動作について説明する。図9は、本実施の形態にかかる映像品質推定装置の映像品質推定処理を示すフローチャートである。
映像品質推定装置10は、オペレータからの指示操作や外部装置(図示せず)からの指示に応じて、図9の映像品質推定処理を開始する。
[Operation of this embodiment]
Next, the operation of the video quality estimation apparatus 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing video quality estimation processing of the video quality estimation apparatus according to the present embodiment.
The video quality estimation apparatus 10 starts the video quality estimation process of FIG. 9 in response to an instruction operation from an operator or an instruction from an external device (not shown).

まず、映像品質推定装置10は、パケット取得部11により、映像受信端末2または通信経路から推定対象となる映像通信のパケットを取得するとともに、映像信号取得部13により、映像受信端末2から映像信号Sを取得する(ステップ100)。
次に、映像品質推定装置10は、ビットレート抽出部12により、パケット取得部11で抽出したパケットに含まれる各種情報から、当該符号化映像データのビットレートBrを算出する(ステップ101)。
First, the video quality estimation apparatus 10 acquires a video communication packet to be estimated from the video receiving terminal 2 or the communication path by the packet acquisition unit 11, and from the video receiving terminal 2 by the video signal acquisition unit 13. S is acquired (step 100).
The video quality estimation apparatus 10, the bit rate extracting unit 12, the various information contained in the packet extracted by the packet acquisition unit 11 calculates a bit rate B r of the coded video data (step 101).

続いて、映像品質推定装置10は、平均映像品質算出部14により、ビットレート抽出部12で得られたビットレートBrに基づいて、このビットレートBrの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な平均映像品質Vaveを算出する(ステップ102)。 Subsequently, the video quality estimation apparatus 10 uses the average video quality calculation unit 14 based on the bit rate Br obtained by the bit rate extraction unit 12 to perform a plurality of tests received by video communication at the bit rate Br . An average average video quality V ave obtained from the received video is calculated (step 102).

また、映像品質推定装置10は、差分映像品質算出部15により、ステップ110〜ステップ116を実行することにより、ビットレート抽出部12で得られたビットレートBrと映像信号取得部13で取得した映像信号Sとに基づいて、平均映像品質算出部14で得られた平均映像品質Vaveと受信映像の映像品質Vとの差分を示す差分映像品質dVを算出する(ステップ103)。 Further, the video quality estimation apparatus 10 acquires the bit rate Br obtained by the bit rate extraction unit 12 and the video signal acquisition unit 13 by executing the steps 110 to 116 by the differential video quality calculation unit 15. Based on the video signal S, a differential video quality dV indicating a difference between the average video quality Vave obtained by the average video quality calculation unit 14 and the video quality V of the received video is calculated (step 103).

この際、差分映像品質算出部15は、まず、コンテンツ影響度算出部21の最大映像品質算出部21Aにより、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrの試験用受信映像から得られる最大映像品質Vmaxを算出するとともに、最小映像品質算出部21Bにより、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrの試験用受信映像から得られる最小映像品質Vminを算出する(ステップ110)。 In this case, the difference image quality calculator 15 maximum, first, that the maximum video quality calculation unit 21A of the content influence calculation unit 21 is obtained from the test received video bit rate B r extracted by the bit rate extracting unit 12 calculates a video quality V max, the minimum image quality calculator 21B, calculates the minimum video quality V min obtained from the test received video bit rate B r extracted by the bit rate extracting unit 12 (step 110) .

続いて、差分映像品質算出部15は、コンテンツ影響度算出部21のコンテンツ影響度計算部21Cにより、最大映像品質算出部21Aで得られた最大映像品質Vmaxから、最小映像品質算出部21Bで得られた最小映像品質Vminを減算することにより、コンテンツ影響度Cを算出する(ステップ111)。 Subsequently, the difference video quality calculation unit 15 uses the minimum video quality calculation unit 21B from the maximum video quality V max obtained by the maximum video quality calculation unit 21A by the content influence calculation unit 21C of the content influence calculation unit 21. The content influence degree C is calculated by subtracting the obtained minimum video quality V min (step 111).

また、差分映像品質算出部15は、差分グローバル動き量算出部22の平均グローバル動き量算出部22Aにより、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrの試験用受信映像から得られる平均グローバル動き量GMVaveを算出するとともに、グローバル動き量算出部22Bにより、映像信号取得部13で取得した映像信号Sに基づいて、当該映像信号S内の隣接フレーム間で映像画面の全体的な動きにより移動した画素数とその移動距離とから、当該受信映像のグローバル動き量GMVを算出する(ステップ112)、 Also, the difference video quality calculator 15, the average global motion amount calculation unit 22A of the differential global motion amount calculation unit 22, the average global obtained from the test received video bit rate B r extracted by the bit rate extracting unit 12 The motion amount GMV ave is calculated, and based on the video signal S acquired by the video signal acquisition unit 13 by the global motion amount calculation unit 22B, the overall motion of the video screen between adjacent frames in the video signal S is calculated. The global motion amount GMV of the received video is calculated from the number of moved pixels and the moving distance (step 112).

続いて、差分映像品質算出部15は、差分グローバル動き量算出部22の差分グローバル動き量計算部22Cにより、平均グローバル動き量算出部22Aで得られた平均グローバル動き量GMVaveから、グローバル動き量算出部22Bで得られたグローバル動き量GMVを減算することにより、差分グローバル動き量dGMVを算出する(ステップ113)。 Subsequently, the difference video quality calculation unit 15 calculates the global motion amount from the average global motion amount GMV ave obtained by the average global motion amount calculation unit 22A by the difference global motion amount calculation unit 22C of the difference global motion amount calculation unit 22. The difference global motion amount dGMV is calculated by subtracting the global motion amount GMV obtained by the calculation unit 22B (step 113).

また、差分映像品質算出部15は、差分ローカル動き量算出部23の平均ローカル動き量算出部23Aにより、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrの試験用受信映像から得られる平均ローカル動き量LMVaveを算出するとともに、ローカル動き量算出部23Bにより、映像信号取得部13で取得した映像信号Sに基づいて、当該映像信号S内の隣接フレーム間で映像画面内の局所的な動きにより移動した画素数とその移動距離とから、当該受信映像のローカル動き量LMVを算出する(ステップ114)。 Also, the difference video quality calculator 15, the difference with the average local motion amount calculation unit 23A of the local motion amount calculation unit 23, the average local obtained from the test received video bit rate B r extracted by the bit rate extracting unit 12 The motion amount LMV ave is calculated, and the local motion in the video screen between adjacent frames in the video signal S based on the video signal S acquired by the video signal acquisition unit 13 by the local motion amount calculation unit 23B. The local motion amount LMV of the received video is calculated from the number of pixels moved by the above and the moving distance (step 114).

続いて、差分映像品質算出部15は、差分ローカル動き量算出部23の差分ローカル動き量計算部23Cにより、平均ローカル動き量算出部23Aで得られた平均ローカル動き量LMVaveから、ローカル動き量算出部23Bで得られたローカル動き量LMVを減算することにより、差分ローカル動き量dLMVを計算する(ステップ115)。 Then, the difference image quality calculation section 15, the differential local motion amount calculation unit 23C of the differential local motion amount calculation unit 23, the average from the local motion amount LMV ave obtained in average local motion amount calculation unit 23A, a local motion amount The difference local motion amount dLMV is calculated by subtracting the local motion amount LMV obtained by the calculation unit 23B (step 115).

このようにして、コンテンツ影響度C、差分グローバル動き量dGMV、および差分ローカル動き量dLMVを算出した後、差分映像品質算出部15は、コンテンツ影響度算出部21で得られたコンテンツ影響度C、差分グローバル動き量算出部22で得られた差分グローバル動き量dGMV、および差分ローカル動き量算出部23で得られた差分ローカル動き量dLMVとに基づいて、差分映像品質dVを算出する(ステップ116)。   In this way, after calculating the content influence level C, the difference global motion amount dGMV, and the difference local motion amount dLMV, the difference video quality calculation unit 15 obtains the content effect level C, The difference video quality dV is calculated based on the difference global motion amount dGMV obtained by the difference global motion amount calculation unit 22 and the difference local motion amount dLMV obtained by the difference local motion amount calculation unit 23 (step 116). .

この後、映像品質推定装置10は、映像品質算出部16により、差分映像品質算出部15で算出した差分映像品質dVで、平均映像品質算出部14で算出した平均映像品質値Vaveを補正することにより、映像受信端末2で受信した受信映像を視聴したユーザが知覚するユーザ体感品質を示す映像品質Vを算出し(ステップ104)、一連の映像品質推定処理を終了する。 Thereafter, in the video quality estimation apparatus 10, the video quality calculation unit 16 corrects the average video quality value V ave calculated by the average video quality calculation unit 14 with the differential video quality dV calculated by the differential video quality calculation unit 15. Thus, the video quality V indicating the user experience quality perceived by the user who has viewed the received video received by the video receiving terminal 2 is calculated (step 104), and the series of video quality estimation processing ends.

[平均映像品質算出処理]
次に、平均映像品質算出部14での平均映像品質算出処理について詳細に説明する。
平均映像品質算出部14は、ビットレートと平均映像品質との関係を示すビットレート−平均映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部12で得られたビットレートBrに対応する平均映像品質Vaveを算出する。
[Average video quality calculation processing]
Next, the average video quality calculation process in the average video quality calculation unit 14 will be described in detail.
The average video quality calculation unit 14 calculates the average video quality V corresponding to the bit rate Br obtained by the bit rate extraction unit 12 based on the bit rate-average video quality characteristic indicating the relationship between the bit rate and the average video quality. Calculate ave .

図10は、ビットレート−平均映像品質特性を示すグラフであり、横軸がビットレートを示し、縦軸が平均映像品質を示している。平均映像品質は、それぞれのビットレートを品質パラメータとする複数の試験用受信映像からなる映像集合について、これら受信映像ごとに予めオピニオン評価し、得られたユーザ体感品質の平均値である。   FIG. 10 is a graph showing the bit rate-average video quality characteristic, where the horizontal axis shows the bit rate and the vertical axis shows the average video quality. The average video quality is an average value of user experience qualities obtained by performing an opinion evaluation in advance for each received video for a video set including a plurality of received video images for testing with each bit rate as a quality parameter.

図10に示すように、ビットレート−平均映像品質特性51は、ビットレートの増加に応じて平均映像品質が単調増加した後に任意の最大値に収束する特性を有している。なお、平均映像品質をMOS値で表現した場合、その下限値は1となる。MOS値が取りうる範囲に制限されない平均映像品質をVave_tmpとし、ビットレート−平均映像品質特性に関する特性係数をv1,v2,v3とした場合、MOS値で表現した平均映像品質Vaveは、次の式(1)で表される。

Figure 2011049645
As shown in FIG. 10, the bit rate-average video quality characteristic 51 has a characteristic of converging to an arbitrary maximum value after the average video quality monotonously increases in accordance with the increase of the bit rate. When the average video quality is expressed as a MOS value, the lower limit value is 1. When the average video quality that is not limited to the range that the MOS value can take is V ave _tmp and the characteristic coefficients related to the bit rate-average video quality characteristic are v 1 , v 2 , v 3 , the average video quality V expressed by the MOS value ave is expressed by the following equation (1).
Figure 2011049645

[最大映像品質算出処理]
次に、最大映像品質算出部21Aでの最大映像品質算出処理について詳細に説明する。
最大映像品質算出部21Aは、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる映像品質の最大値を示す最大映像品質との関係を示すビットレート−最大映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する最大映像品質Vmaxを算出する。
[Maximum video quality calculation processing]
Next, the maximum video quality calculation process in the maximum video quality calculation unit 21A will be described in detail.
The maximum video quality calculation unit 21A sets a bit rate-maximum video quality characteristic indicating the relationship between the bit rate of the test reception video and the maximum video quality indicating the maximum value of the video quality obtained from the test reception video of the bit rate. Based on this, the maximum video quality V max corresponding to the bit rate Br extracted by the bit rate extraction unit 12 is calculated.

図10には、ビットレートと最大映像品質との関係を示すビットレート−最大映像品質特性52が記載されている。最大映像品質は、それぞれのビットレートを品質パラメータとする複数の試験用受信映像からなる映像集合について、これら受信映像ごとに予めオピニオン評価し、得られたユーザ体感品質の最大値である。   FIG. 10 shows a bit rate-maximum video quality characteristic 52 indicating the relationship between the bit rate and the maximum video quality. The maximum video quality is the maximum value of the user experience quality obtained by conducting an opinion evaluation in advance for each received video for a video set made up of a plurality of test received videos having the respective bit rates as quality parameters.

図10に示すように、ビットレート−最大映像品質特は、ビットレートの増加に応じて最大映像品質が単調増加した後に任意の最大値に収束する特性を有している。なお、最大映像品質をMOS値で表現した場合、その下限値は1となる。MOS値が取りうる範囲に制限されない最大映像品質をVmax_tmpとし、ビットレート−最大映像品質特性に関する特性係数をv4,v5,v6とした場合、MOS値で表現した最大映像品質Vmaxは、次の式(2)で表される。

Figure 2011049645
As shown in FIG. 10, the bit rate-maximum video quality characteristic has a characteristic of converging to an arbitrary maximum value after the maximum video quality monotonously increases as the bit rate increases. When the maximum video quality is expressed as a MOS value, the lower limit value is 1. When the maximum video quality that is not limited to the range that the MOS value can take is V max_tmp, and the characteristic coefficients regarding the bit rate-maximum video quality characteristic are v 4 , v 5 , v 6 , the maximum video quality V max expressed in MOS value Is represented by the following equation (2).
Figure 2011049645

[最小映像品質算出処理]
次に、最小映像品質算出部21Bでの最小映像品質算出処理について詳細に説明する。
最小映像品質算出部21Bは、試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる映像品質の最小値を示す最小映像品質との関係を示すビットレート−最小映像品質特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する最小映像品質Vminを算出する。
[Minimum video quality calculation processing]
Next, the minimum video quality calculation process in the minimum video quality calculation unit 21B will be described in detail.
The minimum video quality calculation unit 21B sets the bit rate-minimum video quality characteristic indicating the relationship between the bit rate of the test reception video and the minimum video quality indicating the minimum value of the video quality obtained from the test reception video of the bit rate. Based on this, the minimum video quality V min corresponding to the bit rate Br extracted by the bit rate extraction unit 12 is calculated.

図10には、ビットレートと最小映像品質との関係を示すビットレート−最小映像品質特性53が記載されている。最小映像品質は、それぞれのビットレートを品質パラメータとする複数の試験用受信映像からなる映像集合について、これら受信映像ごとに予めオピニオン評価し、得られたユーザ体感品質の最小値である。   FIG. 10 shows a bit rate-minimum video quality characteristic 53 indicating the relationship between the bit rate and the minimum video quality. The minimum video quality is a minimum value of the user experience quality obtained by conducting an opinion evaluation in advance for each received video for a video set including a plurality of test received videos each having a bit rate as a quality parameter.

図10に示すように、ビットレート−最小映像品質特は、ビットレートの増加に応じて最小映像品質が単調増加した後に任意の最大値に収束する特性を有している。なお、最小映像品質をMOS値で表現した場合、その下限値は1となる。MOS値が取りうる範囲に制限されない最小映像品質をVmin_tmpとし、ビットレート−最小映像品質特性に関する特性係数をv7,v8,v9とした場合、MOS値で表現した最小映像品質Vminは、次の式(3)で表される。

Figure 2011049645
As shown in FIG. 10, the bit rate-minimum video quality characteristic has a characteristic that the minimum video quality monotonously increases with an increase in the bit rate and then converges to an arbitrary maximum value. When the minimum video quality is expressed by a MOS value, the lower limit value is 1. When the minimum video quality that is not limited to the range that the MOS value can take is V mintmp and the characteristic coefficients related to the bit rate-minimum video quality characteristics are v 7 , v 8 , v 9 , the minimum video quality V min expressed by the MOS value Is represented by the following equation (3).
Figure 2011049645

[コンテンツ影響度計算処理]
次に、コンテンツ影響度計算部21Cでのコンテンツ影響度計算処理について詳細に説明する。
コンテンツ影響度計算部21Cは、次の式(4)に示すように、最大映像品質算出部21Aで得られた最大映像品質Vmaxから、最小映像品質算出部21Bで得られた最小映像品質Vminを減算することにより、コンテンツ影響度Cを算出する。

Figure 2011049645
[Content impact calculation processing]
Next, the content influence degree calculation processing in the content influence degree calculation unit 21C will be described in detail.
As shown in the following equation (4), the content influence calculation unit 21C calculates the minimum video quality V obtained by the minimum video quality calculation unit 21B from the maximum video quality V max obtained by the maximum video quality calculation unit 21A. The content influence degree C is calculated by subtracting min .
Figure 2011049645

前述の図6に示したように、ビットレートとコンテンツ影響度との関係を示すビットレート−コンテンツ影響度特性は、ビットレートの増加に応じてコンテンツ影響度が単調増加して最大値に達し、ビットレートのさらなる増加に応じてコンテンツ影響度が単調減少する凸型の特性を有している。図6の場合、コンテンツ影響度Cは、ビットレート4Mbps付近で頂点を有している。これは、コンテンツ影響度Cが大きいほど、該当ビットレートにおいて、映像コンテンツの違いによる映像品質に与える影響が大きいことを意味する。   As shown in FIG. 6 described above, the bit rate-content influence level characteristic indicating the relationship between the bit rate and the content influence level is monotonically increased as the bit rate increases and reaches the maximum value. It has a convex characteristic that the content influence degree monotonously decreases as the bit rate further increases. In the case of FIG. 6, the content influence degree C has a vertex in the vicinity of a bit rate of 4 Mbps. This means that the greater the content influence level C, the greater the influence on the video quality due to the difference in video content at the corresponding bit rate.

[平均グローバル動き量算出処理]
次に、平均グローバル動き量算出部22Aでの平均グローバル動き量算出処理について詳細に説明する。
平均グローバル動き量算出部22Aは、ビットレートと平均グローバル動き量との関係を示すビットレート−平均グローバル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する平均グローバル動き量GMVaveを算出する。
[Average global motion calculation processing]
Next, the average global motion amount calculation process in the average global motion amount calculation unit 22A will be described in detail.
The average global motion amount calculation unit 22A is configured to calculate the average corresponding to the bit rate Br extracted by the bit rate extraction unit 12 based on the bit rate-average global motion amount characteristic indicating the relationship between the bit rate and the average global motion amount. The global motion amount GMV ave is calculated.

図11は、ビットレート−平均グローバル動き量特性を示すグラフであり、横軸がビットレートを示し、縦軸が平均グローバル動き量を示している。平均グローバル動き量は、それぞれのビットレートを品質パラメータとする複数の試験用受信映像からなる映像集合について、前述したグローバル動き量算出部22Bと同様の算出方法に基づいて、これら受信映像ごとに予めグローバル動き量を算出し、得られたグローバル動き量をこれら受信映像で平均した値である。   FIG. 11 is a graph showing the bit rate-average global motion amount characteristic, in which the horizontal axis indicates the bit rate and the vertical axis indicates the average global motion amount. The average global motion amount is determined in advance for each received video, based on the same calculation method as that of the global motion amount calculation unit 22B described above, for a video set including a plurality of test received videos having respective bit rates as quality parameters. The global motion amount is calculated, and the obtained global motion amount is an average value of these received videos.

図11に示すように、ビットレート−平均グローバル動き量特性は、ビットレートの増加に応じて平均グローバル動き量が単調減少した後に任意の最低値に収束する特性を有している。ビットレート−平均グローバル動き量特性に関する特性係数をv10,v11,v12とした場合、平均グローバル動き量GMVaveは、次の式(5)で表される。

Figure 2011049645
As shown in FIG. 11, the bit rate-average global motion amount characteristic has a characteristic of converging to an arbitrary minimum value after the average global motion amount monotonously decreases in accordance with an increase in the bit rate. When the characteristic coefficients regarding the bit rate-average global motion amount characteristics are v 10 , v 11 , and v 12 , the average global motion amount GMV ave is expressed by the following equation (5).
Figure 2011049645

[グローバル動き量算出処理]
次に、グローバル動き量算出部22Bでのグローバル動き量算出処理について詳細に説明する。図12は、グローバル動き量算出処理を示す説明図である。図13は、グローバル動き量算出処理を示す他の説明図である。
[Global motion calculation processing]
Next, the global motion amount calculation processing in the global motion amount calculation unit 22B will be described in detail. FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating the global motion amount calculation processing. FIG. 13 is another explanatory diagram showing the global motion amount calculation processing.

グローバル動き量算出部22Bは、映像信号取得部13で取得した映像信号Sに基づいて、当該映像信号S内の隣接フレームごとに、一方のf番目のフレームfを固定して他方のf+1番目のフレームf+1を縦横に1画素ずつ、任意の移動範囲内で平行移動させる。次に、これら両フレームが重なる重複領域に含まれる各画素について、フレームfでの画素値とフレームf+1での画素値の差分値、すなわちフレーム間差分値Dを求め、その絶対値を重複領域の画素数で平均した平均値を算出する。   Based on the video signal S acquired by the video signal acquisition unit 13, the global motion amount calculation unit 22B fixes one f-th frame f and fixes the other f + 1-th frame for each adjacent frame in the video signal S. The frame f + 1 is translated by one pixel vertically and horizontally within an arbitrary movement range. Next, for each pixel included in the overlapping region where these two frames overlap, a difference value between the pixel value in the frame f and the pixel value in the frame f + 1, that is, the inter-frame difference value D is obtained, and the absolute value thereof is calculated in the overlapping region. An average value averaged by the number of pixels is calculated.

固定したフレームfの重なり合う部分の左端の水平方向画素位置をWstartとし、固定したフレームfの重なり合う部分の右端の水平方向画素位置をWendとし、固定したフレームfの重なり合う部分の上端の垂直方向画素位置をHstartとし、固定したフレームfの重なり合う部分の下端の垂直方向画素位置をHendとし、引数の絶対値を出力する関数をabs()とし、フレームfの画素位置(w,h)の画素値をy(f,w,h)とし、水平方向の総画素数をWとし、垂直方向の総画素数をHとした場合、フレームf+1を水平方向にi画素分、垂直方向にj画素分平行移動した際における、フレームfとフレームf+1との重複領域に関するフレーム間差分値D(f,i,j)は、次の式(6)で表される。

Figure 2011049645
The horizontal pixel position at the left end of the overlapping portion of the fixed frame f is W start , the horizontal pixel position at the right end of the overlapping portion of the fixed frame f is W end, and the vertical direction of the upper end of the overlapping portion of the fixed frame f The pixel position is H start , the vertical pixel position at the lower end of the overlapping part of the fixed frame f is H end , the function that outputs the absolute value of the argument is abs (), and the pixel position (w, h) of the frame f Where y (f, w, h) is the total number of pixels in the horizontal direction and W is the total number of pixels in the vertical direction, the frame f + 1 is j pixels in the horizontal direction and j in the vertical direction. The inter-frame difference value D (f, i, j) relating to the overlapping region between the frame f and the frame f + 1 when the pixel is moved in parallel is expressed by the following equation (6).
Figure 2011049645

この式(6)において、iおよびjを任意の移動範囲で変化させ、D(f,i,j)が最小となるiおよびjを算出する。これらiとjが、フレーム間差分値D(f,i,j)が最小となるときのグローバル移動を示すグローバルベクトルの水平成分GMVw(f)と垂直成分GMVh(f)に相当する。 In this formula (6), i and j are changed within an arbitrary movement range, and i and j that minimize D (f, i, j) are calculated. These i and j correspond to the horizontal component GMV w (f) and the vertical component GMV h (f) of the global vector indicating the global movement when the inter-frame difference value D (f, i, j) is minimized.

続いて、次の式(7)のように、GMVv(f)とGMVh(f)の二乗平均を算出し、フレームfに関するグローバルベクトルの大きさ(絶対値)を示すグローバル動き量GMVf(f)を導く。

Figure 2011049645
Subsequently, as shown in the following equation (7), the root mean square of GMVv (f) and GMV h (f) is calculated, and the global motion amount GMVf (f) indicating the magnitude (absolute value) of the global vector related to the frame f )
Figure 2011049645

この式(7)を用いて、品質推定区間内の隣接フレームごとに得られたグローバル動き量GMVf(f)を、次の式(8)に示すように、隣接フレーム(隣接フレーム対)の数N−1で平均することにより、受信映像に関するグローバル動き量GMVを算出する。ただし、Nは品質推定区間内の総フレーム数である。

Figure 2011049645
Using this equation (7), the global motion amount GMVf (f) obtained for each adjacent frame in the quality estimation section is expressed as the number of adjacent frames (adjacent frame pairs) as shown in the following equation (8). The global motion amount GMV related to the received video is calculated by averaging with N-1. N is the total number of frames in the quality estimation section.
Figure 2011049645

[差分グローバル動き量計算処理]
次に、差分グローバル動き量計算部22Cでの差分グローバル動き量計算処理について詳細に説明する。
差分グローバル動き量計算部22Cは、次の式(9)に示すように、平均グローバル動き量算出部22Aで得られた平均グローバル動き量GMVaveから、グローバル動き量算出部22Bで得られたグローバル動き量GMVを減算することにより、差分グローバル動き量dGMVを計算する

Figure 2011049645
[Difference global motion calculation processing]
Next, the difference global motion amount calculation processing in the difference global motion amount calculation unit 22C will be described in detail.
As shown in the following equation (9), the difference global motion amount calculation unit 22C calculates the global motion amount obtained by the global motion amount calculation unit 22B from the average global motion amount GMV ave obtained by the average global motion amount calculation unit 22A. The difference global motion amount dGMV is calculated by subtracting the motion amount GMV.
Figure 2011049645

[平均ローカル動き量算出処理]
次に、平均ローカル動き量算出部23Aでの平均ローカル動き量算出処理について詳細に説明する。
平均ローカル動き量算出部23Aは、ビットレートと平均ローカル動き量との関係を示すビットレート−平均ローカル動き量特性に基づいて、ビットレート抽出部12で抽出されたビットレートBrに対応する平均ローカル動き量LMVaveを算出する。
[Average local motion calculation]
Next, the average local motion amount calculation process in the average local motion amount calculation unit 23A will be described in detail.
The average local motion amount calculation unit 23A is based on the bit rate-average local motion amount characteristic indicating the relationship between the bit rate and the average local motion amount, and the average corresponding to the bit rate Br extracted by the bit rate extraction unit 12. The local motion amount LMV ave is calculated.

図14は、ビットレート−平均ローカル動き量特性を示すグラフであり、横軸がビットレートを示し、縦軸が平均ローカル動き量を示している。平均ローカル動き量は、それぞれのビットレートを品質パラメータとする複数の試験用受信映像からなる映像集合について、前述したローカル動き量算出部23Bと同様の算出方法に基づいて、これら受信映像ごとに予めローカル動き量を算出し、得られたローカル動き量をこれら受信映像で平均した値である。   FIG. 14 is a graph showing bit rate-average local motion amount characteristics, where the horizontal axis indicates the bit rate and the vertical axis indicates the average local motion amount. The average local motion amount is determined in advance for each received video, based on a calculation method similar to that of the local motion amount calculation unit 23B described above, for a video set including a plurality of test received videos having respective bit rates as quality parameters. The local motion amount is calculated, and the obtained local motion amount is an average value of these received images.

図14に示すように、ビットレート−平均ローカル動き量特性は、ビットレートの増加に応じて平均ローカル動き量が単調減少した後に任意の最低値に収束する特性を有している。ビットレート−平均ローカル動き量特性に関する特性係数をv13,v14,v15とした場合、平均ローカル動き量LMVaveは、次の式(10)で表される。

Figure 2011049645
As shown in FIG. 14, the bit rate-average local motion amount characteristic has a characteristic that converges to an arbitrary minimum value after the average local motion amount monotonously decreases in accordance with an increase in the bit rate. When the characteristic coefficients related to the bit rate-average local motion amount characteristics are v 13 , v 14 , and v 15 , the average local motion amount LMV ave is expressed by the following equation (10).
Figure 2011049645

[ローカル動き量算出処理]
次に、ローカル動き量算出部23Bでのローカル動き量算出処理について詳細に説明する。ローカル動き量算出処理については、2つの算出方法がある。
[Local motion calculation processing]
Next, the local motion amount calculation processing in the local motion amount calculation unit 23B will be described in detail. There are two calculation methods for the local motion amount calculation processing.

1つ目のローカル動き量算出方法では、グローバル動き量GMVの導出の過程で算出されたGMVw(f)およびGMVh(f)を用いる。
まず、映像信号取得部13で取得した映像信号Sに基づいて、当該映像信号S内の隣接フレームごとに、f+1番目のフレームf+1を水平方向にGMVw(f)画素分、垂直方向にGMVh(f)画素分だけ平行移動した際における、f番目のフレームfとフレームf+1との画素値の重複領域に関するフレーム間差分値M(f,w,h)を、次の式(11)に基づいて算出する。なお、式(11)における、f、w、h、y()は、前述の式(6)および図12,図13と同じ意味である。

Figure 2011049645
In the first local motion amount calculation method, GMV w (f) and GMV h (f) calculated in the process of deriving the global motion amount GMV are used.
First, based on the video signal S acquired by the video signal acquisition unit 13, for each adjacent frame in the video signal S, the f + 1-th frame f + 1 is GMV w (f) pixels in the horizontal direction and GMV h in the vertical direction. (F) The inter-frame difference value M (f, w, h) regarding the overlapping region of the pixel values of the f-th frame f and the frame f + 1 when translated by the number of pixels is based on the following equation (11). To calculate. In the formula (11), f, w, h, and y () have the same meanings as the above formula (6) and FIGS.
Figure 2011049645

続いて、この式(11)で得られた、重複領域に関するフレーム間差分値M(f,w,h)の標準偏差Mstd(f)を、次の式(12)により算出する。なお、式(12)における、Wstart、Wend、Hstart、Hendは、前述の式(6)および図12,図13と同じ意味である。また、Mave(f)は、フレーム間差分値M(f,w,h)を重複領域の画素数で平均した平均値であり、Mvar(f)は、フレーム間差分値M(f,w,h)の分散である。

Figure 2011049645
Subsequently, the standard deviation M std (f) of the inter-frame difference value M (f, w, h) regarding the overlapping region obtained by the equation (11) is calculated by the following equation (12). In Equation (12), W start , W end , H start , and H end have the same meanings as in Equation (6) and FIGS. M ave (f) is an average value obtained by averaging the inter-frame difference values M (f, w, h) by the number of pixels in the overlapping region, and M var (f) is an inter-frame difference value M (f, w, h). w, h).
Figure 2011049645

この式(11)で得られた、標準偏差Mstd(f)を、次の式(13)に示すように、隣接フレーム(隣接フレーム対)の数で平均することによりローカル動き量LMVを算出する。ただし、Nは、品質推定区間内の総フレーム数である。

Figure 2011049645
The local motion amount LMV is calculated by averaging the standard deviation M std (f) obtained by this equation (11) with the number of adjacent frames (adjacent frame pairs) as shown in the following equation (13). To do. N is the total number of frames in the quality estimation section.
Figure 2011049645

次に、2つ目のローカル動き量算出方法は、隣接フレームの画面を矩形状のブロックに区分し、これらブロック単位で画素をローカル移動させる。本実施例ではブロックサイズが8画素×8画素とした場合を例に説明する。   Next, in the second local motion amount calculation method, the screen of the adjacent frame is divided into rectangular blocks, and the pixels are locally moved in units of these blocks. In this embodiment, a case where the block size is 8 pixels × 8 pixels will be described as an example.

まず、前述したグローバル動き量算出方法と同様に、映像信号取得部13で取得した映像信号Sに基づいて、当該映像信号S内の隣接フレームごとに、一方のf番目のフレームfを固定して他方のf+1番目のフレームf+1を縦横に1画素ずつ、任意の移動範囲内で平行移動させる。次に、これら両フレームが重なる重複領域に含まれる各画素について、フレームfでの画素値とフレームf+1での画素値の差分値、すなわちフレーム間差分値Dを求め、その絶対値を重複領域の画素数で平均した平均値を算出する。そして、任意の移動範囲でフレームf+1を平行移動させ、そのときの上記平均値が最も小さくなる位置関係に、両フレームを平行移動させておく。   First, as in the global motion amount calculation method described above, one f-th frame f is fixed for each adjacent frame in the video signal S based on the video signal S acquired by the video signal acquisition unit 13. The other f + 1-th frame f + 1 is moved in parallel in an arbitrary movement range by one pixel vertically and horizontally. Next, for each pixel included in the overlapping region where these two frames overlap, a difference value between the pixel value in the frame f and the pixel value in the frame f + 1, that is, the inter-frame difference value D is obtained, and the absolute value thereof is calculated in the overlapping region. An average value averaged by the number of pixels is calculated. Then, the frame f + 1 is translated in an arbitrary movement range, and both frames are translated in such a positional relationship that the average value becomes the smallest at that time.

この後、これら隣接フレームに対して、前フレームfのブロックを固定し、後フレームf+1内の同一ブロックを縦横に1画素ずつ、任意の範囲内で平行移動させる。次に、これら両フレームのブロックが重なる重複領域に含まれる各画素について、フレームfでの画素値とフレームf+1での画素値の差分値、すなわちフレーム間差分値Dを求め、その絶対値を重複領域の画素数で平均した平均値を算出する。   Thereafter, with respect to these adjacent frames, the block of the previous frame f is fixed, and the same block in the subsequent frame f + 1 is translated in an arbitrary range by one pixel vertically and horizontally. Next, for each pixel included in the overlapping region where the blocks of both frames overlap, the difference value between the pixel value in frame f and the pixel value in frame f + 1, that is, the inter-frame difference value D is obtained, and the absolute value is overlapped. An average value obtained by averaging the number of pixels in the area is calculated.

ブロックの左端の水平方向画素位置をWstartとし、ブロックの上端の垂直方向画素位置をHstartとし、ブロックの垂直方向の画素数をHbとし、ブロックの水平方向の画素数をWbとし、引数の絶対値を出力する関数をabs()とし、フレームfの画素位置(w,h)の画素値をy(f,w,h)とした場合、フレームf+1内のn番目のブロックnを水平方向にi画素分、垂直方向にj画素分平行移動した際における、フレームfとフレームf+1との重複領域に関するフレーム間差分値Db(f,n,i,j)は、次の式(14)で表される。

Figure 2011049645
The horizontal pixel position at the left end of the block is W start , the vertical pixel position at the upper end of the block is H start , the vertical pixel number of the block is H b, and the horizontal pixel number of the block is W b , When the function that outputs the absolute value of the argument is abs () and the pixel value at the pixel position (w, h) of the frame f is y (f, w, h), the nth block n in the frame f + 1 is The inter-frame difference value D b (f, n, i, j) relating to the overlapping region between the frame f and the frame f + 1 when the horizontal movement is performed by i pixels and the j pixels in the vertical direction is expressed by the following formula ( 14).
Figure 2011049645

この式(14)において、iおよびjを任意の移動範囲で変化させ、Db(f,n,i,j)が最小となるiおよびjを算出する。これらiとjが、フレーム間差分値Db(f,i,j)が最小となるときのローカル移動を示す、グローバル移動を含まないローカルベクトルの水平成分MVw(f,n)と垂直成分MVh(f,n)に相当する。 In this equation (14), i and j are changed within an arbitrary movement range, and i and j that minimize D b (f, n, i, j) are calculated. These i and j represent the local movement when the inter-frame difference value D b (f, i, j) is minimum, the horizontal component MV w (f, n) and the vertical component of the local vector not including the global movement. It corresponds to MV h (f, n).

続いて、次の式(15)のように、ブロックごとに、MVw(f,n)、MVh(f,n)およびグローバル動き量GMVの導出の過程で算出されたGMVw(f)、GMVh(f)から、グローバル移動を含むローカルベクトルの水平成分LMVw(f,n)と垂直成分LMVh(f,n)を算出する。

Figure 2011049645
Subsequently, GMV w (f) calculated in the process of deriving MV w (f, n), MV h (f, n) and global motion amount GMV for each block as in the following equation (15). , GMV h (f), the horizontal component LMV w (f, n) and the vertical component LMV h (f, n) of the local vector including the global movement are calculated.
Figure 2011049645

この式(15)を用いて、ローカルベクトルの絶対値を画面内のブロック数で平均した値を、次の式(16)のように、隣接フレーム(隣接フレーム対)の数N−1で平均することにより、ローカル動き量LMVを算出する。ただし、Nは品質推定区間内の総フレーム数であり、Nbは画面内のブロックの数である。

Figure 2011049645
Using this equation (15), the average value of the absolute values of the local vectors is averaged by the number N-1 of adjacent frames (adjacent frame pairs) as in the following equation (16). Thus, the local motion amount LMV is calculated. Here, N is the total number of frames in the quality estimation section, and N b is the number of blocks in the screen.
Figure 2011049645

[差分ローカル動き量計算処理]
次に、差分ローカル動き量計算部23Cでの差分ローカル動き量計算処理について詳細に説明する。
差分ローカル動き量計算部23Cは、次の式(17)に示すように、平均ローカル動き量算出部23Aで得られた平均ローカル動き量LMVaveから、ローカル動き量算出部23Bで得られたローカル動き量LMVを減算することにより、差分ローカル動き量dLMVを計算する

Figure 2011049645
[Differential local motion calculation processing]
Next, the difference local motion amount calculation processing in the difference local motion amount calculation unit 23C will be described in detail.
The difference local motion amount calculation unit 23C, as shown in the following equation (17), uses the local motion amount calculation unit 23B obtained from the average local motion amount LMV ave obtained by the average local motion amount calculation unit 23A. The difference local motion amount dLMV is calculated by subtracting the motion amount LMV.
Figure 2011049645

[差分映像品質計算処理]
次に、差分映像品質計算部24での差分映像品質計算処理について詳細に説明する。
差分映像品質計算部24は、コンテンツ影響度Cと差分グローバル動き量dGMVとの積、およびコンテンツ影響度Cと差分ローカル動き量dLMVとの積の和の増加に応じて、差分映像品質が低下する差分映像品質特性に基づいて、コンテンツ影響度算出部21で得られたコンテンツ影響度C、差分グローバル動き量算出部22で得られた差分グローバル動き量dGMV、および差分ローカル動き量算出部23で得られた差分ローカル動き量dLMVに対応する、差分映像品質dVを計算する。
[Difference video quality calculation processing]
Next, the difference video quality calculation process in the difference video quality calculation unit 24 will be described in detail.
The difference video quality calculation unit 24 decreases the difference image quality in accordance with the increase of the product of the content influence degree C and the difference global motion amount dGMV and the sum of the products of the content influence degree C and the difference local motion amount dLMV. Based on the difference video quality characteristic, the content influence degree C obtained by the content influence degree calculation unit 21, the difference global movement amount dGMV obtained by the difference global movement amount calculation unit 22, and the difference local movement amount calculation unit 23 are obtained. The difference video quality dV corresponding to the obtained difference local motion amount dLMV is calculated.

前述したように、コンテンツ影響度Cと差分グローバル動き量dGMVの積と、コンテンツ影響度Cと差分ローカル動き量dLMVの積との和に対して、差分映像品質dVは、一次近似の関係を示す差分映像品質特性を有している。
差分映像品質特性に関する特性係数をv15,v16とした場合、差分映像品質dVは、次の式(18)で表される。

Figure 2011049645
As described above, the difference video quality dV indicates a first-order approximation relationship with respect to the sum of the product of the content influence degree C and the difference global motion amount dGMV and the product of the content influence degree C and the difference local motion amount dLMV. Has differential video quality characteristics.
When the characteristic coefficients related to the differential video quality characteristic are v 15 and v 16 , the differential video quality dV is expressed by the following equation (18).
Figure 2011049645

[映像品質算出処理]
次に、映像品質算出部16での映像品質算出処理について詳細に説明する。
映像品質算出部16は、次の式(19)に示すように、平均映像品質算出部14で算出した平均映像品質値Vaveに、差分映像品質算出部15で算出した差分映像品質dVを加算することにより、映像受信端末2で受信した受信映像を視聴したユーザが知覚するユーザ体感品質を示す映像品質Vを算出する

Figure 2011049645
[Video quality calculation processing]
Next, the video quality calculation process in the video quality calculation unit 16 will be described in detail.
The video quality calculation unit 16 adds the differential video quality dV calculated by the differential video quality calculation unit 15 to the average video quality value V ave calculated by the average video quality calculation unit 14 as shown in the following equation (19). Thus, the video quality V indicating the user experience quality perceived by the user who has viewed the received video received by the video receiving terminal 2 is calculated.
Figure 2011049645

[本実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、平均映像品質算出部14により、受信映像の符号化映像データから抽出したビットレートBrに基づいて、当該ビットレートBrの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な映像品質を平均映像品質Vaveとして算出し、差分映像品質算出部15により、ビットレートBrと受信映像の映像信号Sとに基づいて、平均映像品質Vaveと受信映像の映像品質Vとの差分を示す差分映像品質dVを算出し、映像品質算出部16により、差分映像品質dVで平均映像品質Vaveを補正することにより映像品質Vを算出するものとし、差分映像品質算出部15において、ビットレートBrに基づき算出した、受信映像の内容が当該受信映像の映像品質に与える影響の大きさを示すコンテンツ影響度Cと、当該ビットレートBrと映像信号Sとに基づき当該受信映像に固有の値として算出した、映像画面の全体的な動きの量を示す差分グローバル動き量dGMV、および映像画面内の局所的な動きの量を示す差分ローカル動き量dLMVとに基づいて、差分映像品質dVを算出する。
[Effects of the present embodiment]
In this manner, in the present embodiment, the average video quality calculation unit 14, based on the bit rate B r extracted from the received image coded video data, a plurality of test received by the video communication of the bit rate B r the average image quality obtained from use received image is calculated as the average image quality V ave, the differential image quality calculation section 15, based on the video signal S bit rate B r and the received image, the average image quality V ave Difference video quality dV indicating the difference between the received video quality V and the received video quality V, and the video quality calculation unit 16 calculates the video quality V by correcting the average video quality V ave with the difference video quality dV. , in the difference video quality calculation unit 15, it is calculated based on the bit rate B r, and content influence C of the contents of the received image indicates the magnitude of the effect on the video quality of the received video, It was calculated on the received image as a unique value based on the said bit rate B r and the video signal S, the difference global motion amount indicating the amount of global motion of the image screen DGMV, and local motion picture screen The difference video quality dV is calculated based on the difference local motion amount dLMV indicating the amount.

これにより、受信映像の映像信号とその符号化映像データのパケットが取得できる環境であれば、映像品質のコンテンツ依存性やコーデック実装依存性を考慮した、受信映像に固有の差分映像品質を正確に算出することができ、受信映像の映像品質を高い精度で容易に推定することが可能となる。
したがって、サービス提供者は、映像通信サービスがユーザに対してある一定以上の品質を保っているかどうかを、より正確に判断することができ、提供中の映像通信サービスの品質実態を正確に把握・管理することが可能となる。
As a result, in an environment where the video signal of the received video and the packet of the encoded video data can be acquired, the differential video quality specific to the received video is accurately considered in consideration of the content dependency and codec implementation dependency of the video quality. Thus, the video quality of the received video can be easily estimated with high accuracy.
Therefore, the service provider can more accurately determine whether or not the video communication service maintains a certain level of quality for the user, and can accurately grasp the actual quality of the video communication service being provided. It becomes possible to manage.

[実施の形態の拡張]
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
[Extended embodiment]
The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.

1…映像配信装置、2…映像受信端末、3…IPネットワーク、10…映像品質推定装置、11…パケット取得部、12…ビットレート抽出部、13…映像信号取得部、14…平均映像品質算出部、15…差分映像品質算出部、16…映像品質算出部、21…コンテンツ影響度算出部、21A…最大映像品質算出部、21B…最小映像品質算出部、21C…コンテンツ影響度計算部、22…差分グローバル動き量算出部、22A…平均グローバル動き量算出部、22B…グローバル動き量算出部、22C…差分グローバル動き量計算部、23…差分ローカル動き量算出部、23A…平均ローカル動き量算出部、23B…ローカル動き量算出部、23C…差分ローカル動き量計算部、24…差分映像品質計算部、Br…ビットレート、S…映像信号、Vmax…最大映像品質、Vmin…最小映像品質、C…コンテンツ影響度、GMVave…平均グローバル動き量、GMV…グローバル動き量、dGMV…差分グローバル動き量、LMVave…平均ローカル動き量、LMV…ローカル動き量、dLMV…差分ローカル動き量、dV…差分映像品質、V…映像品質。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Video delivery apparatus, 2 ... Video receiving terminal, 3 ... IP network, 10 ... Video quality estimation apparatus, 11 ... Packet acquisition part, 12 ... Bit rate extraction part, 13 ... Video signal acquisition part, 14 ... Average video quality calculation 15, difference video quality calculation unit 16, video quality calculation unit 21, content influence degree calculation unit, 21 A, maximum video quality calculation part, 21 B, minimum video quality calculation part, 21 C, content influence degree calculation part, 22 ... difference global motion amount calculation unit, 22A ... average global motion amount calculation unit, 22B ... global motion amount calculation unit, 22C ... difference global motion amount calculation unit, 23 ... difference local motion amount calculation unit, 23A ... average local motion amount calculation parts, 23B ... local motion amount calculation unit, 23C ... differential local motion amount calculation unit, 24 ... differential image quality calculating unit, B r ... bit rate, S ... video No., V max ... maximum image quality, V min ... minimum video quality, C ... content influence, GMV ave ... average global motion amount, GMV ... global motion amount, dGMV ... differential global motion amount, LMV ave ... average local motion amount , LMV ... Local motion amount, dLMV ... Differential local motion amount, dV ... Differential video quality, V ... Video quality.

Claims (16)

IPネットワークを介して接続された映像配信装置と映像受信端末との間で、符号化映像データを格納したパケットで映像通信を行うことにより、当該映像配信装置から当該映像受信端末が受信した受信映像について、当該受信映像を視聴したユーザが知覚するユーザ体感品質を示す映像品質を算出する映像品質推定装置であって、
前記符号化映像データからカウントした符号化映像データ量に基づいて、当該映像通信のビットレートを抽出するビットレート抽出部と、
前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートに基づいて、当該ビットレートの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な映像品質を平均映像品質として算出する平均映像品質算出部と、
前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートと前記受信映像の映像信号とに基づいて、前記平均映像品質算出部で得られた前記平均映像品質と前記受信映像の映像品質との差分を示す差分映像品質を算出する差分映像品質算出部と、
前記差分映像品質算出部で得られた前記差分映像品質で、前記平均映像品質算出部で得られた前記平均映像品質を補正することにより、前記受信映像の映像品質を算出する映像品質算出部と
を備え、
前記差分映像品質算出部は、前記ビットレートに基づき算出した、前記受信映像の内容が当該受信映像の映像品質に与える影響の大きさを示すコンテンツ影響度と、当該ビットレートと前記映像信号とに基づき当該受信映像に固有の値として算出した、映像画面の全体的な動きの量を示す差分グローバル動き量、および映像画面内の局所的な動きの量を示す差分ローカル動き量とに基づいて、前記差分映像品質を算出する
ことを特徴とする映像品質推定装置。
Received video received by the video receiving terminal from the video distributing device by performing video communication between the video distributing device and the video receiving terminal connected via the IP network using a packet storing encoded video data. A video quality estimation device for calculating video quality indicating user experience quality perceived by a user who viewed the received video,
A bit rate extraction unit that extracts the bit rate of the video communication based on the encoded video data amount counted from the encoded video data;
Based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit, an average video quality calculation that calculates an average video quality obtained from a plurality of test received videos received by video communication at the bit rate as an average video quality And
Based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit and the video signal of the received video, a difference between the average video quality obtained by the average video quality calculation unit and the video quality of the received video is indicated. A difference video quality calculation unit for calculating the difference video quality;
A video quality calculating unit for calculating the video quality of the received video by correcting the average video quality obtained by the average video quality calculating unit with the differential video quality obtained by the differential video quality calculating unit; With
The difference video quality calculation unit calculates a content influence level indicating the degree of influence of the content of the received video on the video quality of the received video calculated based on the bit rate, the bit rate, and the video signal. Based on the difference global motion amount indicating the amount of overall motion of the video screen and the difference local motion amount indicating the amount of local motion in the video screen, calculated as a value specific to the received video based on The video quality estimation apparatus characterized by calculating the difference video quality.
請求項1に記載の映像品質推定装置において、
前記差分映像品質算出部は、
前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートに基づいて、前記受信映像の内容が当該受信映像の映像品質に与える影響の大きさを示す前記コンテンツ影響度を算出するコンテンツ影響度算出部と、
前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートと前記受信映像の映像信号とに基づいて、前記受信映像のうち映像画面の全体的な動きの量を示すグローバル動き量と、前記試験用受信映像から得られる平均的なグローバル動き量を示す平均グローバル動き量との差分値を、前記差分グローバル動き量として算出する差分グローバル動き量算出部と、
前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートと前記受信映像の映像信号とに基づいて、前記受信映像のうち映像画面内の局所的な動きの量を示すローカル動き量と、前記試験用受信映像から得られる平均的なローカル動き量を示す平均ローカル動き量との差分値を、前記差分ローカル動き量として算出する差分ローカル動き量算出部と、
前記コンテンツ影響度算出部で得られた前記コンテンツ影響度、前記差分グローバル動き量算出部で得られた前記差分グローバル動き量、および前記差分ローカル動き量算出部で得られた前記差分ローカル動き量とに基づいて、前記差分映像品質を算出する差分映像品質計算部と
を備えることを特徴とする映像品質推定装置。
The video quality estimation apparatus according to claim 1,
The difference video quality calculation unit
Based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit, a content influence calculation unit that calculates the content influence degree indicating the magnitude of the influence of the content of the received video on the video quality of the received video;
Based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit and the video signal of the received video, a global motion amount indicating an overall motion amount of the video screen of the received video, and the test received video A difference global motion amount calculating unit that calculates a difference value with an average global motion amount indicating an average global motion amount obtained from the difference global motion amount;
Based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit and the video signal of the received video, a local motion amount indicating a local motion amount in the video screen of the received video, and the test reception A difference local motion amount calculating unit that calculates a difference value with an average local motion amount indicating an average local motion amount obtained from video as the difference local motion amount;
The content influence level obtained by the content influence level calculation unit, the difference global motion amount obtained by the difference global motion amount calculation unit, and the difference local motion amount obtained by the difference local motion amount calculation unit A video quality estimation apparatus comprising: a differential video quality calculation unit that calculates the differential video quality based on
請求項2に記載の映像品質推定装置において、
前記コンテンツ影響度算出部は、
前記試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる映像品質の最大値を示すビットレート−最大映像品質との関係を示す最大映像品質特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートの試験用受信映像から得られる最大映像品質を算出する最大映像品質算出部と、
前記試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる映像品質の最小値を示す最小映像品質との関係を示すビットレート−最小映像品質特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートの試験用受信映像から得られる最小映像品質を算出する最小映像品質算出部と、
前記最大映像品質算出部で得られた前記最大映像品質から前記最小映像品質算出部で得られた前記最小映像品質を減算することにより、前記コンテンツ影響度を計算するコンテンツ影響度計算部と
を備えることを特徴とする映像品質推定装置。
The video quality estimation apparatus according to claim 2, wherein
The content influence calculation unit
The bit rate extraction based on the maximum video quality characteristic indicating the relationship between the bit rate of the test received video and the bit rate indicating the maximum value of the video quality obtained from the test received video of the bit rate-maximum video quality A maximum video quality calculation unit that calculates the maximum video quality obtained from the test reception video of the bit rate extracted by the unit,
The bit rate extraction based on the bit rate-minimum video quality characteristic indicating the relationship between the bit rate of the test received video and the minimum video quality indicating the minimum value of the video quality obtained from the test received video of the bit rate A minimum video quality calculation unit for calculating a minimum video quality obtained from the test reception video of the bit rate extracted by the unit,
A content impact calculation unit that calculates the content impact by subtracting the minimum video quality obtained by the minimum video quality calculation unit from the maximum video quality obtained by the maximum video quality calculation unit. A video quality estimation apparatus characterized by the above.
請求項2に記載の映像品質推定装置において、
前記差分グローバル動き量算出部は、
前記試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる平均的なグローバル動き量を示す平均グローバル動き量との関係を示すビットレート−平均グローバル動き量特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートの試験用受信映像から得られる平均グローバル動き量を算出する平均グローバル動き量算出部と、
前記受信映像の映像信号に基づいて、当該映像信号内の隣接フレーム間で映像画面の全体的な動きにより移動した画素数とその移動距離とから、当該受信映像のグローバル動き量を算出するグローバル動き量算出部と、
前記平均グローバル動き量算出部で得られた前記平均グローバル動き量から、前記グローバル動き量算出部で得られた前記グローバル動き量を減算することにより、前記差分グローバル動き量を計算する差分グローバル動き量計算部と
を備えることを特徴とする映像品質推定装置。
The video quality estimation apparatus according to claim 2, wherein
The difference global motion amount calculation unit
Based on the bit rate-average global motion amount characteristic indicating the relationship between the bit rate of the test reception video and the average global motion amount indicating the average global motion amount obtained from the test reception video of the bit rate, An average global motion amount calculation unit that calculates an average global motion amount obtained from the test received video of the bit rate extracted by the bit rate extraction unit;
Based on the video signal of the received video, the global motion that calculates the global motion amount of the received video from the number of pixels moved by the overall motion of the video screen between adjacent frames in the video signal and the moving distance thereof A quantity calculator;
The difference global motion amount for calculating the difference global motion amount by subtracting the global motion amount obtained by the global motion amount calculation unit from the average global motion amount obtained by the average global motion amount calculation unit. A video quality estimation apparatus comprising: a calculation unit.
請求項2に記載の映像品質推定装置において、
前記差分ローカル動き量算出部は、
前記試験用受信映像のビットレートと当該ビットレートの試験用受信映像から得られる平均的なローカル動き量を示す平均ローカル動き量との関係を示すビットレート−平均ローカル動き量特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートの試験用受信映像から得られる平均ローカル動き量を算出する平均ローカル動き量算出部と、
前記受信映像の映像信号に基づいて、当該映像信号内の隣接フレーム間で映像画面内の局所的な動きにより移動した画素数とその移動距離とから、当該受信映像のローカル動き量を算出するローカル動き量算出部と、
前記平均ローカル動き量算出部で得られた前記平均ローカル動き量から、前記ローカル動き量算出部で得られた前記ローカル動き量を減算することにより、前記差分ローカル動き量を計算する差分ローカル動き量計算部と
を備えることを特徴とする映像品質推定装置。
The video quality estimation apparatus according to claim 2, wherein
The difference local motion amount calculation unit includes:
Based on the bit rate-average local motion amount characteristic indicating the relationship between the bit rate of the test reception video and the average local motion amount indicating the average local motion amount obtained from the test reception video of the bit rate, An average local motion amount calculation unit for calculating an average local motion amount obtained from the test received video of the bit rate extracted by the bit rate extraction unit;
Based on the video signal of the received video, the local motion amount of the received video is calculated from the number of pixels moved by the local motion in the video screen between adjacent frames in the video signal and the moving distance thereof. A motion amount calculation unit;
The difference local motion amount for calculating the difference local motion amount by subtracting the local motion amount obtained by the local motion amount calculation unit from the average local motion amount obtained by the average local motion amount calculation unit. A video quality estimation apparatus comprising: a calculation unit.
請求項4に記載の映像品質推定装置において、
前記グローバル動き量算出部は、前記隣接フレームごとに、一方のフレームを固定して他方のフレームを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これら両フレームが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該重複領域の画素数で平均した値が最も小さかったときの平行移動距離を算出し、これら平行移動距離を当該隣接フレームの数で平均することにより前記グローバル動き量を算出することを特徴とする映像品質推定装置。
The video quality estimation apparatus according to claim 4,
When the global motion amount calculation unit fixes one frame for each adjacent frame and translates the other frame vertically and horizontally by one pixel at a time, the absolute value of the difference value of the pixel values of the overlapping region where these frames overlap each other is calculated. A parallel movement distance when a value obtained by averaging the values with the number of pixels of the overlapping region is the smallest is calculated, and the global movement amount is calculated by averaging the parallel movement distances with the number of the adjacent frames. A video quality estimation device.
請求項5に記載の映像品質推定装置において、
前記ローカル動き量算出部は、前記隣接フレームごとに、一方のフレームを固定して他方のフレームを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これら両フレームが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該重複領域の画素数で平均した値が最も小さかったときの当該差分値の標準偏差を算出し、これら標準偏差を当該隣接フレームの数で平均することにより前記ローカル動き量を算出することを特徴とする映像品質推定装置。
The video quality estimation apparatus according to claim 5, wherein
When the local motion amount calculation unit fixes one frame for each adjacent frame and translates the other frame vertically and horizontally one pixel at a time, the local motion amount calculation unit calculates the absolute value of the difference value of the pixel values of the overlapping region where these frames overlap. Calculating the standard deviation of the difference value when the value obtained by averaging the values with the number of pixels in the overlap region is the smallest, and calculating the local motion amount by averaging these standard deviations with the number of adjacent frames. A video quality estimation device characterized by the above.
請求項5に記載の映像品質推定装置において、
前記ローカル動き量算出部は、前記隣接フレームのうち一方のフレームを固定して他方のフレームを縦横に1画素ずつ平行移動させて、これら両フレームが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該重複領域の画素数で平均した値が最も小さくなる位置関係に、両フレームを平行移動させた後、これら隣接フレームの両フレームをそれぞれ矩形状に区分して設けたブロックごとに、一方のフレームのブロックを固定して、他方のフレームのブロックを縦横に1画素ずつ平行移動した際、これらブロックが重なる重複領域の画素値の差分値の絶対値を当該ブロックの画素数で平均した値が最も小さかったときの平行移動距離をブロックごとに算出し、これら平行移動距離を当該ブロック数で平均した値を、当該隣接フレームの数で平均することにより前記ローカル動き量を算出することを特徴とする映像品質推定装置。
The video quality estimation apparatus according to claim 5, wherein
The local motion amount calculation unit fixes one of the adjacent frames, translates the other frame vertically and horizontally one pixel at a time, and calculates an absolute value of a difference value of pixel values in an overlapping region where these frames overlap. After shifting both frames in a positional relationship where the average value of the number of pixels in the overlapping area becomes the smallest, both frames of these adjacent frames are divided into rectangular shapes, and one block is provided for each block. When the block of the frame is fixed and the block of the other frame is translated horizontally and vertically by one pixel, the value obtained by averaging the absolute value of the difference value of the pixel values of the overlapping region where these blocks overlap with the number of pixels of the block is Calculate the parallel movement distance for each block when it was the smallest, and average the parallel movement distance by the number of blocks in the number of adjacent frames. The video quality estimation apparatus and calculates the local motion amount by.
請求項1に記載の映像品質推定装置において、
前記平均映像品質算出部は、ビットレートの増加に応じて平均映像品質が単調増加した後に任意の値に収束するビットレート−平均映像品質特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートに対応する前記平均映像品質を算出することを特徴とする映像品質推定装置。
The video quality estimation apparatus according to claim 1,
The average video quality calculation unit is extracted by the bit rate extraction unit based on a bit rate-average video quality characteristic that converges to an arbitrary value after the average video quality monotonously increases with an increase in the bit rate. A video quality estimation apparatus that calculates the average video quality corresponding to a bit rate.
請求項4に記載の映像品質推定装置において、
前記最大映像品質算出部は、ビットレートの増加に応じて最大映像品質が単調増加した後に任意の値に収束する前記ビットレート−最大映像品質特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートに対応する前記最大映像品質を算出することを特徴とする映像品質推定装置。
The video quality estimation apparatus according to claim 4,
The maximum video quality calculation unit is extracted by the bit rate extraction unit based on the bit rate-maximum video quality characteristic that converges to an arbitrary value after the maximum video quality monotonously increases as the bit rate increases. A video quality estimation apparatus that calculates the maximum video quality corresponding to the bit rate.
請求項4に記載の映像品質推定装置において、
前記最小映像品質算出部は、ビットレートの増加に応じて最小映像品質が単調増加した後に任意の値に収束する前記ビットレート−最小映像品質特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートに対応する前記最小映像品質を算出することを特徴とする映像品質推定装置。
The video quality estimation apparatus according to claim 4,
The minimum video quality calculation unit is extracted by the bit rate extraction unit based on the bit rate-minimum video quality characteristic that converges to an arbitrary value after the minimum video quality monotonously increases as the bit rate increases. A video quality estimation apparatus that calculates the minimum video quality corresponding to the bit rate.
請求項5に記載の映像品質推定装置において、
前記平均グローバル動き量算出部は、ビットレートの増加に応じて平均グローバル動き量が単調減少した後に任意の値に収束する前記ビットレート−平均グローバル動き量特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートに対応する前記平均グローバル動き量を算出することを特徴とする映像品質推定装置。
The video quality estimation apparatus according to claim 5, wherein
The average global motion amount calculation unit is a bit rate extraction unit based on the bit rate-average global motion amount characteristic that converges to an arbitrary value after the average global motion amount monotonously decreases as the bit rate increases. A video quality estimation apparatus, wherein the average global motion amount corresponding to the extracted bit rate is calculated.
請求項6に記載の映像品質推定装置において、
前記平均ローカル動き量算出部は、ビットレートの増加に応じて平均ローカル動き量が単調減少した後に任意の値に収束する前記ビットレート−平均ローカル動き量特性に基づいて、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートに対応する前記平均ローカル動き量を算出することを特徴とする映像品質推定装置。
The video quality estimation apparatus according to claim 6,
The average local motion amount calculation unit is a bit rate extraction unit based on the bit rate-average local motion amount characteristic that converges to an arbitrary value after the average local motion amount monotonously decreases as the bit rate increases. A video quality estimation apparatus, wherein the average local motion amount corresponding to the extracted bit rate is calculated.
請求項2に記載の映像品質推定装置において、
前記差分映像品質計算部は、コンテンツ影響度と差分グローバル動き量との積、およびコンテンツ影響度と差分ローカル動き量との積の和の増加に応じて、差分映像品質が低下する差分映像品質特性に基づいて、前記コンテンツ影響度算出部で得られた前記コンテンツ影響度、前記差分グローバル動き量算出部で得られた前記差分グローバル動き量、および前記差分ローカル動き量算出部で得られた前記差分ローカル動き量に対応する、前記差分映像品質を算出することを特徴とする映像品質推定装置。
The video quality estimation apparatus according to claim 2, wherein
The difference video quality calculation unit is a difference video quality characteristic in which the difference video quality decreases in accordance with an increase in a product of the content influence level and the difference global motion amount and a sum of products of the content impact degree and the difference local motion amount. Based on the content influence degree obtained by the content influence degree calculation unit, the difference global movement amount obtained by the difference global movement amount calculation unit, and the difference obtained by the difference local movement amount calculation unit A video quality estimation apparatus that calculates the difference video quality corresponding to a local motion amount.
IPネットワークを介して接続された映像配信装置と映像受信端末との間で、符号化映像データを格納したパケットで映像通信を行うことにより、当該映像配信装置から当該映像受信端末が受信した受信映像について、当該受信映像を視聴したユーザが知覚するユーザ体感品質を示す映像品質を算出する映像品質推定装置で用いられる映像品質推定方法であって、
ビットレート抽出部が、前記符号化映像データからカウントした符号化映像データ量に基づいて、当該映像通信のビットレートを抽出するビットレート抽出ステップと、
平均映像品質算出部が、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートに基づいて、当該ビットレートの映像通信で受信した複数の試験用受信映像から得られる平均的な映像品質を平均映像品質として算出する平均映像品質算出ステップと、
差分映像品質算出部が、前記ビットレート抽出部で抽出された前記ビットレートと前記受信映像の映像信号とに基づいて、前記平均映像品質算出部で得られた前記平均映像品質と前記受信映像の映像品質との差分を示す差分映像品質を算出する差分映像品質算出ステップと、
映像品質算出部が、前記差分映像品質算出部で得られた前記差分映像品質で、前記平均映像品質算出部で得られた前記平均映像品質を補正することにより、前記受信映像の映像品質を算出する映像品質算出ステップと
を備え、
前記差分映像品質算出ステップは、前記ビットレートに基づき算出した、前記受信映像の内容が当該受信映像の映像品質に与える影響の大きさを示すコンテンツ影響度と、当該ビットレートと前記映像信号とに基づき当該受信映像に固有の値として算出した、映像画面の全体的な動きの量を示す差分グローバル動き量、および映像画面内の局所的な動きの量を示す差分ローカル動き量とに基づいて、前記差分映像品質を算出するステップを含む
ことを特徴とする映像品質推定方法。
Received video received by the video receiving terminal from the video distributing device by performing video communication between the video distributing device and the video receiving terminal connected via the IP network using a packet storing encoded video data. A video quality estimation method used in a video quality estimation device for calculating video quality indicating a user experience quality perceived by a user who viewed the received video,
A bit rate extraction unit that extracts a bit rate of the video communication based on the encoded video data amount counted from the encoded video data;
Based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit, an average video quality calculation unit calculates an average video quality obtained from a plurality of test received videos received by video communication at the bit rate. An average video quality calculation step to calculate as
The difference video quality calculation unit, based on the bit rate extracted by the bit rate extraction unit and the video signal of the received video, the average video quality obtained by the average video quality calculation unit and the received video A difference video quality calculating step for calculating a difference video quality indicating a difference from the video quality;
The video quality calculating unit calculates the video quality of the received video by correcting the average video quality obtained by the average video quality calculating unit with the differential video quality obtained by the differential video quality calculating unit. And a video quality calculation step for
In the difference video quality calculation step, the content influence degree indicating the magnitude of the influence of the received video content on the video quality of the received video calculated based on the bit rate, the bit rate, and the video signal Based on the difference global motion amount indicating the amount of overall motion of the video screen and the difference local motion amount indicating the amount of local motion in the video screen, calculated as a value specific to the received video based on A method for estimating video quality, comprising: calculating the difference video quality.
コンピュータを、請求項1〜請求項14のいずれかに記載の映像品質推定装置を構成する各部として機能させるためのプログラム。   The program for functioning a computer as each part which comprises the video quality estimation apparatus in any one of Claims 1-14.
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