JP2012175411A - Device and method for image quality evaluation, and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像の画質を評価する画質評価装置に関し、特に、動画像の劣化の程度を評価する画質評価装置に関する。 The present invention relates to an image quality evaluation apparatus that evaluates the image quality of an image, and more particularly to an image quality evaluation apparatus that evaluates the degree of degradation of a moving image.
画像の劣化の程度を客観的に評価するには、劣化した画像(以下、劣化画像という)と、その劣化画像が劣化する前の原画像との比較を行うことが一般的である。例えば、非特許文献1には、劣化画像と原画像との直接比較により画質評価を行う画質評価装置が記載されている。
In order to objectively evaluate the degree of image degradation, it is common to compare a degraded image (hereinafter referred to as a degraded image) with an original image before the degraded image is degraded. For example, Non-Patent
また、非特許文献2には、劣化画像と、原画像から抽出した特徴量とを用いて画質評価を行う画質評価装置が記載されている。
Non-Patent
また、特許文献1には、原画像が取得できない場合に対応して、劣化画像単体で画質評価を行う画質評価装置が記載されている。この特許文献1に記載の画質評価装置は、符号化された劣化画像を復号する過程で得られる情報と、復号後の画像情報とを用いて、画質評価を行っている。
しかしながら、非特許文献1および非特許文献2に記載の画質評価装置は、原画像との比較により画質評価を行うため、原画像の存在を必要とする。したがって、原画像が存在しない場合には、画質評価を行うことができないという課題があった。
However, the image quality evaluation apparatuses described in Non-Patent
また、特許文献1に記載の画質評価装置は、符号化された劣化画像を復号する過程で得られる情報を用いて画質評価を行うため、復号装置内部の情報を参照する必要がある。ところが、すでに復号が完了している場合や、復号装置がセットトップボックスなどハードウェア内部にあり内部情報を参照できない場合は、復号過程の情報を取得することができない。このように、復号過程の情報を取得できない場合には、画質評価を行うことができないという課題があった。
In addition, the image quality evaluation apparatus described in
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、劣化画像単体で、復号過程の情報を参照することなく、劣化画像の画質評価を可能とする画質評価装置、画像評価方法およびコンピュータ・プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an image quality evaluation apparatus, an image evaluation method, and a computer that enable image quality evaluation of a deteriorated image without referring to information on a decoding process with a single deteriorated image.・ The purpose is to provide a program.
本発明の画質評価装置は、動画像から評価対象フレームを抽出する評価対象フレーム抽出部と、前記評価対象フレームの近傍フレームを抽出する近傍フレーム抽出部と、前記評価対象フレームに含まれる各画素集合から抽出される情報と、前記近傍フレームにおいて該画素集合に対応する位置の画素集合である対応画素集合から抽出される情報との差分を表す差分情報を算出する差分情報算出部と、前記各画素集合について算出された前記差分情報に基づき前記動画像の画質評価値を算出する画質評価部と、を備える。 An image quality evaluation apparatus according to the present invention includes an evaluation target frame extraction unit that extracts an evaluation target frame from a moving image, a neighboring frame extraction unit that extracts a neighboring frame of the evaluation target frame, and each pixel set included in the evaluation target frame A difference information calculation unit that calculates difference information representing a difference between information extracted from the information extracted from a corresponding pixel set that is a pixel set at a position corresponding to the pixel set in the neighboring frame, and each pixel An image quality evaluation unit that calculates an image quality evaluation value of the moving image based on the difference information calculated for the set.
また、本発明の画質評価方法は、動画像から評価対象フレームを抽出し、前記評価対象フレームの近傍フレームを抽出し、前記評価対象フレームに含まれる各画素集合から抽出される情報と、前記近傍フレームにおいて該画素集合に対応する位置の画素集合である対応画素集合から抽出される情報との差分を表す差分情報を算出し、前記各画素集合について算出された前記差分情報に基づき前記動画像の画質評価値を算出する。 Further, the image quality evaluation method of the present invention extracts an evaluation target frame from a moving image, extracts neighboring frames of the evaluation target frame, information extracted from each pixel set included in the evaluation target frame, and the neighborhood Difference information representing a difference from information extracted from a corresponding pixel set that is a pixel set at a position corresponding to the pixel set in a frame is calculated, and based on the difference information calculated for each pixel set, the moving image An image quality evaluation value is calculated.
また、本発明のコンピュータ・プログラムは、動画像から評価対象フレームを抽出する評価対象フレーム抽出ステップと、前記評価対象フレームの近傍フレームを抽出する近傍フレーム抽出ステップと、前記評価対象フレームに含まれる各画素集合から抽出される情報と、前記近傍フレームにおいて該画素集合に対応する位置の画素集合である対応画素集合から抽出される情報との差分を表す差分情報を算出する差分情報算出ステップと、前記各画素集合について算出された前記差分情報に基づき前記動画像の画質評価値を算出する画質評価ステップと、をコンピュータ装置に実行させる。 The computer program according to the present invention includes an evaluation target frame extraction step for extracting an evaluation target frame from a moving image, a neighboring frame extraction step for extracting a neighboring frame of the evaluation target frame, and each of the evaluation target frames. A difference information calculation step for calculating difference information representing a difference between information extracted from a pixel set and information extracted from a corresponding pixel set that is a pixel set at a position corresponding to the pixel set in the neighboring frame; And causing the computer device to execute an image quality evaluation step of calculating an image quality evaluation value of the moving image based on the difference information calculated for each pixel set.
本発明は、劣化画像単体で、復号過程の情報を参照することなく、劣化画像の画質評価を可能とする画質評価装置、画像評価方法およびコンピュータ・プログラムを提供することができる。 The present invention can provide an image quality evaluation apparatus, an image evaluation method, and a computer program that enable image quality evaluation of a deteriorated image without referring to information on a decoding process by itself.
以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態としての画質評価装置1の機能ブロック構成を図1に示す。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a functional block configuration of an image
図1において、画質評価装置1は、評価対象フレーム抽出部11と、近傍フレーム抽出部12と、差分情報算出部13と、画質評価部14とを備える。
In FIG. 1, the image
ここで、画質評価装置1は、CPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)と、ハードディスクドライブ等の補助記憶装置とを含む汎用的なコンピュータ装置によって構成されている。また、画質評価装置1の各機能ブロックは、ROMまたは補助記憶装置に記憶されたコンピュータ・プログラムモジュールをRAMに読み込んで実行するCPUによって構成される。なお、画質評価装置1の各機能ブロックを構成するハードウェア構成は上述の構成に限定されない。
Here, the image
評価対象フレーム抽出部11は、動画像を構成するフレームのうち、評価対象フレームを抽出する。具体的には、評価対象フレーム抽出部11は、画質評価の対象となる劣化した動画像(以下、劣化画像ともいう)を取得する。そして、評価対象フレーム抽出部11は、取得した劣化画像を構成するフレームのうち評価対象となる評価対象フレームを選択する。さらに、評価対象フレーム抽出部11は、選択した評価対象フレームを構成する各画素の値(以下、画素値という)を抽出する。この画素値は、例えば、輝度(Y)または色差(Cb、Cr)の形式で表されていてもよい。あるいは、画素値は、赤、青、緑で構成されるRGBなど他の形式で表されていてもよい。
The evaluation target
なお、評価対象フレーム抽出部11は、画質評価装置1を構成するコンピュータ装置の補助記憶装置から劣化画像を取得してもよい。あるいは、評価対象フレーム抽出部11は、周辺機器接続インタフェースやネットワークインタフェースを介して外部から劣化画像を取得してもよい。
Note that the evaluation target
また、評価対象フレーム抽出部11は、抽出した評価対象フレームに対する他の機能ブロックによる処理終了後、劣化画像を構成する他のフレームを評価対象フレームとして抽出してもよい。例えば、評価対象フレーム抽出部11は、劣化画像を構成する全フレームを先頭から順に評価対象フレームとして抽出してもよい。あるいは、評価対象フレーム抽出部11は、劣化画像を構成する一部のフレームを所定の順序で評価対象フレームとして抽出してもよい。
Further, the evaluation target
近傍フレーム抽出部12は、評価対象フレームの近傍フレームを抽出する。具体的には、近傍フレーム抽出部12は、評価対象フレームに対して、時間的な位置が近いフレームの各画素値を抽出する。例えば、近傍フレーム抽出部12は、評価対象フレームに対して時間的に後に隣接したフレームの各画素値を抽出してもよい。また、近傍フレーム抽出部12は、1つの評価対象フレームに対して、1つ以上の近傍フレームを抽出しても構わない。例えば、近傍フレーム抽出部12は、評価対象フレームに対して時間的に前後に隣接する2枚の近傍フレームを抽出してもよい。あるいは、近傍フレーム抽出部12は、評価対象フレームに対して時間的に前後に連続する複数枚ずつの近傍フレームを抽出してもよいし、そのうちの一部のフレームを抽出してもよい。
The neighborhood
差分情報算出部13は、評価対象フレームに含まれる各画素集合から抽出される情報と、近傍フレームにおいて該画素集合に対応する位置の画素集合である対応画素集合から抽出される情報との差分を表す差分情報を算出する。例えば、差分情報算出部13は、評価対象フレームに含まれる所定の1つ以上の各領域内の画素集合に対して、対応画素集合との差分情報を算出してもよい。
The difference
具体的には、差分情報算出部13は、評価対象フレームに含まれる各画素集合に対応する近傍フレームの対応画素集合を推定する。すなわち、差分情報算出部13は、評価対象フレームに含まれる各画素集合に映された対象物が近傍フレームにおいて映されている対応画素集合を推定する。つまり、差分情報算出部13は、評価対象フレームの各画素集合の動きを推定してもよい。この場合、差分情報算出部13は、動画像における動き推定に関する一般的なアルゴリズムを用いて対応画素集合を推定可能である。
Specifically, the difference
また、差分情報算出部13は、評価対象フレームに含まれる画素集合ごとに、該画素集合から抽出される情報と、対応画素集合から抽出される情報との差分を表す差分情報を、算出するが、この差分情報は、次のような値であっても良い。すなわち、差分情報は、例えば、評価対象フレームの画素集合に含まれる各画素値と、対応画素集合に含まれる各画素値との差分絶対値和であってもよい。あるいは、差分情報は、評価対象フレームの画素集合の各画素値と、対応画素集合の各画素値との差分二乗和であってもよい。あるいは、差分情報は、評価対象フレームの画素集合の画素値の平均と、対応画素集合の画素値の平均との差分であってもよい。あるいは、差分情報は、評価対象フレームの画素集合の画素値の分散と、対応画素集合の画素値の分散との差分であってもよい。あるいは、差分情報は、評価対象フレームの画素集合のアクティビティ値と、対応画素集合のアクティビティ値との差分であってもよい。ここで、アクティビティ値とは、例えば、次のようにして算出される値である。まず、該当する画素集合内の画素値の平均が求められる。そして、該当する画素集合内の各画素値について画素値平均との差分が求められる。そして、これらの差分の絶対値の平均が、該当する画素集合のアクティビティ値となる。なお、差分情報算出部13は、差分情報を算出する際に用いる画素値として、各画素の輝度値、RGBを表す値、あるいは、色差を表す値を用いてもよい。
Further, the difference
画質評価部14は、評価対象フレームの各画素集合について対応画素集合との間で算出された差分情報に基づいて、画質評価値を算出する。例えば、画質評価部14は、これらの差分情報の平均値や最大値を画質評価値としてもよい。
The image
以上のように構成された画質評価装置1の動作について、図2を参照して説明する。
The operation of the image
まず、評価対象フレーム抽出部11は、画質評価の対象となる劣化画像を取得する(ステップS101)。
First, the evaluation target
例えば、評価対象フレーム抽出部11は、入力装置を介して指定される劣化画像を補助記憶装置から取得してもよいし、周辺機器インタフェースやネットワークを介して接続された外部の装置から取得してもよい。
For example, the evaluation target
次に、評価対象フレーム抽出部11は、評価対象フレームを抽出する(ステップS102)。
Next, the evaluation target
例えば、評価対象フレーム抽出部11は、動画像の先頭のフレームを評価対象フレームとして該フレームの各画素値を抽出してもよい。
For example, the evaluation target
次に、近傍フレーム抽出部12は、ステップS102で抽出した評価対象フレームの近傍フレームを抽出する(ステップS103)。
Next, the neighborhood
例えば、近傍フレーム抽出部12は、評価対象フレームの後に隣接するフレームを近傍フレームとして該フレームの各画素値を抽出してもよい。
For example, the neighboring
次に、差分情報算出部13は、評価対象フレームに含まれる画素集合の1つを処理対象として選択する(ステップS104)。
Next, the difference
例えば、差分情報算出部13は、評価対象フレームに含まれる所定の1つ以上の領域のうちの1つに対応する画素集合を処理対象として選択してもよい。
For example, the difference
次に、差分情報算出部13は、処理対象の画素集合に対応する近傍フレームの対応画素集合の位置を推定する(ステップS105)。
Next, the difference
例えば、差分情報算出部13は、処理対象の画素集合に含まれる各画素の輝度値と、近傍フレームの任意の画素集合に含まれる各画素の輝度値との差分絶対値和が最も小さくなる位置の画素集合を対応画素集合として推定してもよい。
For example, the difference
次に、差分情報算出部13は、処理対象の画素集合から抽出される情報と、対応画素集合から抽出される情報との差分を表す差分情報を算出する(ステップS106)。
Next, the difference
例えば、差分情報算出部13は、差分情報として、処理対象の画素集合のアクティビティ値と、対応画素集合のアクティビティ値の差分を算出する。
For example, the difference
次に、画質評価装置1は、評価対象フレーム内で処理対象となる画素集合のうち未処理のものが存在するか否かを判断する(ステップS107)。
Next, the image
例えば、画質評価装置1は、評価対象フレームにおいて定められた所定の各領域に対応する全画素集合について処理を行ったか否かを判断してもよい。
For example, the image
ここで、未処理の画素集合が存在すると判断した場合、画質評価装置1は、次の画素集合に対してステップS104〜S106の処理を実行する。
Here, when it is determined that there is an unprocessed pixel set, the image
一方、処理対象となる全画素集合に対する処理を終了した場合、画質評価装置1は、ステップS101で取得した劣化画像において、評価対象となる他のフレームが存在するか否かを判断する(ステップS108)。
On the other hand, when the process for all pixel sets to be processed is completed, the image
例えば、画質評価装置1は、劣化画像を構成する全フレームを先頭から順に評価対象フレームとして処理する場合、次のフレームの1つ後の近傍フレーム(すなわち、処理を終えたフレームの2つ後のフレーム)が存在するか否かを判断してもよい。
For example, when the image
ここで、評価対象となる他のフレームが存在すると判断した場合、画質評価装置1は、次の評価対象フレームについて、ステップS102からの処理を実行する。
Here, when it is determined that there is another frame to be evaluated, the image
一方、評価対象となる全フレームに対する処理を終了した場合、画質評価部14は、ステップS106で画素集合ごとに算出した差分情報に基づいて画質評価値を算出する(ステップS109)。
On the other hand, when the processing for all the frames to be evaluated is completed, the image
例えば、画質評価部14は、ステップS106で画素集合ごとに算出したアクティビティ差分値の平均を画質評価値として算出してもよい。これにより、画質評価値が大きいほど、画質の劣化程度が高いと判断できる。
For example, the image
以上で、画質評価装置1は動作を終了する。
Thus, the image
次に、本発明の第1の実施の形態の効果について述べる。 Next, effects of the first exemplary embodiment of the present invention will be described.
本発明の第1の実施の形態としての画質評価装置は、劣化画像単体で、復号過程の情報を参照することなく、劣化画像の画質評価を可能とする。 The image quality evaluation apparatus according to the first embodiment of the present invention enables image quality evaluation of a deteriorated image without referring to information on a decoding process with a single deteriorated image.
その理由は、差分情報算出部が、評価対象フレームに含まれる各画素集合と、近傍フレームにおいて対応する対応画素集合との間で、それぞれ抽出可能な情報の差分情報を求め、画質評価部が、これらの差分情報に基づいて画質評価値を算出するからである。これにより、本発明の第1の実施の形態としての画質評価装置は、各フレームに含まれる小領域と、該小領域に映された対象物が近傍フレームで映されていると推定される小領域との間で、画素値の変動が大きいほど劣化の程度が大きいことを表す画質評価値を算出することが可能となる。すなわち、フレームごとに劣化の発生仕方が異なるほど、近隣のフレームの対応する領域間でそれぞれ抽出可能な情報の差分が大きくなる。したがって、本発明の第1の実施の形態としての画質評価装置は、この差分の大小から画質の劣化を評価することが可能となる。 The reason is that the difference information calculation unit obtains difference information of information that can be extracted between each pixel set included in the evaluation target frame and the corresponding pixel set corresponding to the neighboring frame, and the image quality evaluation unit This is because the image quality evaluation value is calculated based on the difference information. As a result, the image quality evaluation apparatus as the first embodiment of the present invention estimates that a small area included in each frame and an object projected in the small area are projected in a neighboring frame. It is possible to calculate an image quality evaluation value indicating that the degree of deterioration is larger as the variation of the pixel value between the regions is larger. That is, the difference in information that can be extracted between the corresponding regions of neighboring frames increases as the manner of occurrence of deterioration differs from frame to frame. Therefore, the image quality evaluation apparatus as the first embodiment of the present invention can evaluate the deterioration of the image quality from the difference.
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態の説明において参照する各図面において、本発明の第1の実施の形態と同一の構成および同様に動作するステップには同一の符号を付して本実施の形態における詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that, in each drawing referred to in the description of the present embodiment, the same reference numerals are given to the same configuration and steps that operate in the same manner as in the first embodiment of the present invention, and the detailed description in the present embodiment. Description is omitted.
まず、本発明の第2の実施の形態としての画質評価装置2の機能ブロック構成を図3に示す。
First, FIG. 3 shows a functional block configuration of an image
図3において、画質評価装置2は、本発明の第1の実施の形態としての画質評価装置1に対して、差分情報算出部13に替えて差分情報算出部23と、画質評価部14に替えて画質評価部24とを備える点が異なる。
In FIG. 3, the image
ここで、画質評価装置2は、CPUと、RAMと、ROMと、ハードディスクドライブ等の補助記憶装置とを含む汎用的なコンピュータ装置によって構成されている。また、画質評価装置2の各機能ブロックは、ROMまたは補助記憶装置に記憶されたコンピュータ・プログラムモジュールをRAMに読み込んで実行するCPUによって構成される。なお、画質評価装置2の各機能ブロックを構成するハードウェア構成は上述の構成に限定されない。
Here, the image
差分情報算出部23は、評価対象フレームを1つ以上の画素集合に分割する。そして、差分情報算出部23は、分割した各画素集合に対して、対応する対応画素集合との間で差分情報を算出する。なお、差分情報算出部23は、分割した画素集合の全てに対して差分情報を算出しなくてもよい。例えば、差分情報算出部23は、分割した画素集合を間引いて差分情報を算出してもよい。
The difference
また、差分情報算出部23は、評価対象フレームを分割した各画素集合に基づく情報と、近傍フレームにおける任意の画素集合に基づく情報との差分に基づいて、対応画素集合の位置を推定する。例えば、差分情報算出部23は、評価対象フレームの画素集合の各画素値と、近傍フレームにおける同サイズの任意の画素集合に含まれる各画素値との差分絶対値和を求める。そして、差分情報算出部23は、近傍フレームにおいて、評価対象フレームの画素集合の各画素値との差分絶対値和が最小となる位置の画素集合を、対応画素集合として推定してもよい。あるいは、差分情報算出部23は、近傍フレームにおいて、評価対象フレームの画素集合に含まれる各画素値との差分二乗和が最小となる位置の画素集合を、対応画素集合として推定してもよい。あるいは、差分情報算出部23は、近傍フレームにおいて、評価対象フレームの画素集合の画素値の平均との差分が最小となる画素値の平均を有する位置の画素集合を、対応画素集合として推定してもよい。あるいは、差分情報算出部23は、近傍フレームにおいて、評価対象フレームの画素集合の画素値の分散との差分が最小となる画素値の分散を有する位置の画素集合を、対応画素集合として推定してもよい。あるいは、差分情報算出部23は、近傍フレームにおいて、評価対象フレームの画素集合のアクティビティ値との差分が最小となるアクティビティ値を有する位置の画素集合を、対応画素集合として推定してもよい。
Further, the difference
このとき、差分情報算出部23は、評価対象フレームの各画素集合に対する相対位置が所定範囲の領域内において、対応画素集合を推定するようにしてもよい。例えば、評価対象フレームを16画素×16画素のサイズの画素集合に分割したことを想定する。この場合、差分情報算出部23は、評価対象フレームの各画素集合の位置に対して、水平垂直それぞれ±32画素の範囲の近傍フレームの領域において、上述の画素値の差分絶対値和が最小となる画素集合の位置を探してもよい。
At this time, the difference
また、差分情報算出部23は、評価対象フレームの各画素集合と、対応画素集合との間で差分情報を算出する際に、所定の条件を満たす画素集合に対して差分情報を算出しなくてもよい。ここで所定の条件とは、各画素集合に対応する対応画素集合を推定する際に、各画素集合に基づく情報との差分が閾値より小さくなる画素集合を近傍フレームにおいて検出できない場合である。このような場合は、評価対象フレームの該当する画素集合に映された対象物が映されている対応画素集合が近傍フレームにないケースと考えることができる。したがって、差分情報算出部23は、近傍フレームにおいて、評価対象フレームの画素集合に基づく情報との差分が閾値より小さくなる画素集合を検出できない場合には、該当する画素集合に対する差分情報の算出を省略してもよい。
Further, the difference
なお、差分情報算出部23は、対応画素集合を推定する際に用いる画素値、および、差分情報を算出する際に用いる画素値として、輝度値、色差を表す値、あるいは、RGBを表す値を用いてもよい。
Note that the difference
画質評価部24は、評価対象フレームの各画素集合について対応画素集合との間で算出された差分情報に、重み付けを施した上で画質評価値を算出する。これにより、画質評価部24は、画質評価値と主観評価との相関を高くすることができる。
The image
また、画質評価部24は、この各画素集合について対応画素集合との間で算出された差分情報に対する重み付け係数を、該当する画素集合に関連する情報に基づいて算出可能である。ここで、画素集合に関連する情報とは、空間周波数、時間周波数、特定カラー、ブロック歪、伝送エラー、あるいはボケ等を表す情報であってもよい。また、このような画素集合に関連する情報は、画素集合が含まれるフレームごとの内容に基づいて算出される情報であってもよいし、画素集合ごとの内容に基づいて算出される情報であってもよい。
Further, the image
例えば、ブロック歪、伝送エラー、あるいは、ボケは、それ自体が劣化の要因である。また、このような劣化は、フレームに一様に発生する傾向がある。このため、画質評価部24は、ブロック歪、伝送エラー、あるいは、ボケ等の各値を、評価対象フレームについて算出し、算出した値が大きいほど大きい値の重み付け係数を決定してもよい。そして、画質評価部24は、各画素集合について算出した差分情報に、その画素集合が含まれる評価対象フレームに基づいて算出した重み付け係数を適用して画質評価値を算出する。なお、画質評価部24は、該当する評価対象フレームの近隣の各フレームでこれらのブロック歪、伝送エラー、あるいはボケ等の各値をさらに算出し、これら各値のフレームあたりの平均値に基づいて、重み付け係数を決定してもよい。
For example, block distortion, transmission error, or blur is itself a factor of deterioration. Such deterioration tends to occur uniformly in the frame. For this reason, the image
なお、ブロック歪量は、例えば、所定サイズの画素領域ごとのアクティビティ値に基づいて算出可能である。より具体的には、画質評価部24は、図4(a)に示す水平方向に隣接する2つの8画素×8画素の画素集合ブロック1およびブロック2について、図4(b)に示す式にしたがって、アクティビティの平均値ActAveを算出する。また、画質評価部24は、この2つの画素集合ブロック1およびブロック2が接する部分の画素の輝度値の差分絶対値の平均値であるDiffBoundを、図4(c)に示す式にしたがって算出する。そして、画質評価部24は、平均値ActAveと平均値DiffBoundとの比を表すブロック歪量推定パラメータBlockを、図4(d)に示す式にしたがって算出する。このようにして、画質評価部24は、該当するフレームを含む近隣N個のフレームにおけるそれぞれM個の画素領域(ブロック1およびブロック2をあわせた領域)でブロック歪量推定パラメータBlocki,jを求める。そして、画質評価部24は、これらの平均値BlockAveを、該当するフレームのブロック歪量として図4(e)に示す式にしたがって算出すればよい。
The block distortion amount can be calculated based on, for example, an activity value for each pixel area having a predetermined size. More specifically, the image
また、ボケの量は、例えば、各フレームから検出されるエッジの幅に基づいて算出可能である。より具体的には、画質評価部24は、ソーベルフィルタや高域通過フィルタ等を用いることによりエッジを検出する。そして、画質評価部24は、エッジの幅を、エッジ領域での画素値の単調増加(または単調減少)の連続画素数として求める。ここで、図5に示すように、ボケの量は、エッジの急峻さと反比例する。すなわち、図5(a)では、エッジが急峻である(エッジの幅が小さい)ため、ボケが少ない。これに対して、図5(b)では、エッジが急峻でない(エッジの幅が大きい)ため、ボケが多い。そこで、画質評価部24は、フレームで検出される各エッジの幅に基づいて、該当するフレームにおけるボケの量を算出可能である。
Also, the amount of blur can be calculated based on, for example, the edge width detected from each frame. More specifically, the image
また、例えば、空間周波数あるいは時間周波数が高い場合、視聴者に劣化が検知されにくい傾向にある。すなわち、映像において細かい模様の領域や動きの激しい領域では、視聴者が劣化を感じにくい。また、このような空間周波数あるいは時間周波数は、画素集合毎に異なる傾向がある。このため、画質評価部24は、空間周波数または時間周波数の各値を画素集合ごとに算出し、算出した値が高いほど小さい値の重み付け係数を決定してもよい。もちろん、画質評価部24は、このような空間周波数または時間周波数をフレームあたりで算出し、評価対象フレーム毎に重み付け係数を決定してもよい。なお、空間周波数および時間周波数は、例えば、離散コサイン変換により算出可能である。
In addition, for example, when the spatial frequency or the temporal frequency is high, it tends to be difficult for the viewer to detect deterioration. That is, it is difficult for the viewer to perceive deterioration in a fine pattern area or an area where movement is intense in the video. Further, such spatial frequency or temporal frequency tends to be different for each pixel set. For this reason, the image
また、特定のカラーが視聴者の劣化の感じやすさを左右する場合がある。例えば、肌色の多い領域は、人間が写っている可能性が高い。このため、肌色の多い領域は、視聴者に注視されがちとなり、劣化が視聴者に検知されやすい。また、このようなカラーも、画素集合毎に異なる傾向がある。そこで、画質評価部24は、特定のカラー(例えば肌色)の割合を画素集合毎に算出し、特定のカラー割合の多い画素集合には、大きい値の重み付け係数を決定してもよい。もちろん、画質評価部24は、このような特定カラーの割合をフレームあたりで算出し、評価対象フレーム毎に重み付け係数を決定してもよい。
In addition, the specific color may affect the ease with which the viewer perceives deterioration. For example, an area with a lot of skin color has a high possibility of human beings. For this reason, a region with a lot of flesh color tends to be watched by the viewer, and deterioration is easily detected by the viewer. Such colors also tend to be different for each pixel set. Therefore, the image
以上のように構成された画質評価装置2の動作について、図6を参照して説明する。
The operation of the image
まず、評価対象フレーム抽出部11は、画質評価対象の劣化画像を取得する(ステップS101)。
First, the evaluation target
次に、評価対象フレーム抽出部11は、評価対象フレームを示すフレームポインタを、ステップS101で取得した劣化画像を構成するフレームのうちの1つにあわせる(ステップS202)。
Next, the evaluation target
例えば、評価対象フレーム抽出部11は、劣化画像を構成するフレームの先頭にフレームポインタをあわせてもよい。
For example, the evaluation target
次に、評価対象フレーム抽出部11は、フレームポインタが示す評価対象フレームの各画素値を抽出する(ステップS203)。
Next, the evaluation target
次に、近傍フレーム抽出部12は、ステップS203で抽出した評価対象フレームの近傍フレームを抽出する(ステップS204)。
Next, the neighboring
例えば、近傍フレーム抽出部12は、評価対象フレームに対して、時間的に1フレーム後のフレームの各画素値を抽出してもよい。
For example, the neighboring
なお、ステップS203およびS204で抽出される各画素値は、輝度(Y)情報であってもよい。あるいは、各画素値は、色差(Cb、Cr)を表す情報やRGBを表す情報であっても良い。 Note that each pixel value extracted in steps S203 and S204 may be luminance (Y) information. Alternatively, each pixel value may be information representing a color difference (Cb, Cr) or information representing RGB.
次に、差分情報算出部23は、評価対象フレームを所定サイズの画素集合に分割する(ステップS205)。例えば、差分情報算出部23は、評価対象フレームを16画素×16画素の画素集合に分割してもよい。
Next, the difference
次に、差分情報算出部23は、処理対象の画素集合を示す画素集合ポインタを、ステップS205で分割した画素集合のうちの1つにあわせる(ステップS206)
例えば、差分情報算出部23は、フレームの左上の画素集合にポインタを合わせてもよい。
Next, the difference
For example, the difference
次に、差分情報算出部23は、画素集合ポインタの示す画素集合に基づく情報と、ステップS204で抽出した近傍フレームにおける任意の画素集合に基づく情報との差分を求める(ステップS207)。
Next, the difference
このとき、差分情報算出部23は、画素集合ポインタの示す画素集合に対する相対位置が、近傍フレームにおいて所定範囲の領域内の任意の画素集合に基づく情報との差分を求めるようにしてもよい。
At this time, the difference
例えば、差分情報算出部23は、評価対象フレームの画素集合に含まれる各画素の輝度値と、近傍フレームの任意の画素集合に含まれる各画素の輝度値との差分絶対値の和を求めてもよい。
For example, the difference
次に、差分情報算出部23は、ステップS207で求めた差分に基づいて、近傍フレーム内の対応画素集合の位置を検出する(ステップS208)。
Next, the difference
例えば、差分情報算出部23は、ステップS207で求めた輝度値の差分絶対値和が最小となる位置の画素集合を、対応画素集合として推定してもよい。
For example, the difference
次に、差分情報算出部23は、ステップS208で推定した対応画素集合についてステップS207で算出した差分が閾値以下であるか否かを判断する(ステップS209)。
Next, the difference
ここで、ステップS207で算出した差分が閾値より大きい場合、画質評価装置2は、この画素集合に対する処理を省略し、ステップS211に処理を進める。
If the difference calculated in step S207 is larger than the threshold value, the image
一方、ステップS207で算出した差分が閾値以下である場合、差分情報算出部23は、画素集合ポインタの示す画素集合から抽出される情報と、対応画素集合から抽出される情報との差分情報を算出する(ステップS210)。
On the other hand, when the difference calculated in step S207 is equal to or smaller than the threshold value, the difference
例えば、差分情報算出部23は、差分情報として、前述のアクティビティ値の差分を算出してもよい。
For example, the difference
そして、画質評価装置2は、画素集合ポインタを、次の画素集合に進める(ステップS211)。
Then, the image
ここで、評価対象フレームを分割した画素集合のうち未処理のものが存在する場合(ステップS212でYes)、画質評価装置2は、ステップS207からの処理を繰り返し実行する。
Here, if there is an unprocessed pixel set among the pixel sets obtained by dividing the evaluation target frame (Yes in step S212), the image
一方、評価対象フレームを分割した全画素集合の処理を終了した場合(ステップS212でNo)、画質評価部24は、評価対象フレームにおける重み付け係数を決定する(ステップS213)。
On the other hand, when the processing of all pixel sets obtained by dividing the evaluation target frame is completed (No in step S212), the image
例えば、画質評価部24は、評価対象フレームにおける、空間周波数、時間周波数、特定カラー、ブロック歪、伝送エラー、あるいはボケ等を表す情報に基づいて重み付け係数を決定する。なお、もし、重み付け係数を画素集合毎の内容に基づいて決定する場合、画質評価部24は、ステップS213の処理をステップS210およびS211の間に実行すればよい。
For example, the image
そして、画質評価装置2は、フレームポインタを次のフレームに進める(ステップS214)。
Then, the image
次に、劣化画像内で評価対象となるフレームのうち未処理のものが存在する場合(ステップS215でYes)、画質評価装置2は、ステップS203からの処理を繰り返し実行する。
Next, when there is an unprocessed frame to be evaluated in the degraded image (Yes in step S215), the image
例えば、画質評価装置2は、劣化画像を構成する全フレームを先頭から順に評価対象フレームとして処理する場合、処理を終えた評価対象フレームの次のフレームの近傍フレーム(すなわち、処理を終えた評価対象フレームの2つ後のフレーム)が存在するか否かを判断してもよい。
For example, when the image
一方、劣化画像で評価対象となる全フレームに対する処理を終了した場合(ステップS215でNo)、画質評価部24は、ステップS210で画素集合ごとに算出した差分情報に、ステップS213で算出した重み付け係数を適用した値に基づいて、画質評価値を算出する(ステップS216)。
On the other hand, when the processing for all frames to be evaluated in the degraded image is completed (No in step S215), the image
例えば、画質評価部24は、重み付け係数を適用した各差分情報の平均を画質評価値として算出してもよい。
For example, the image
以上で、画質評価装置2は動作を終了する。
Thus, the image
次に、このような画質評価装置2の動作例について説明する。以下では、画質評価対象の画像は、SDTV(Standard Definition Television)サイズ(水平720画素×垂直480画素、毎秒30フレーム)の劣化画像であるものと想定して説明する。
Next, an operation example of the image
まず、評価対象フレーム抽出部11は、この劣化画像を取得する(ステップS201)。
First, the evaluation target
次に、評価対象フレーム抽出部11は、まず先頭フレームを評価対象フレームとして、その輝度値を抽出する(ステップS202、S203)。
Next, the evaluation target
次に、近傍フレーム抽出部12は、評価対象フレームの時間的に1つ後に隣接するフレームを抽出する(ステップS204)。
Next, the neighboring
次に、差分情報算出部23は、評価対象フレームを16画素×16画素の画素集合に分割する。そして、差分情報算出部23は、各画素集合に対して、近傍フレーム内の輝度値の差分絶対値和が最小となる位置の対応画素集合を、水平垂直それぞれ±32画素の範囲で探す(ステップS205〜S208)。
Next, the difference
次に、差分情報算出部23は、各画素集合のアクティビティ値と、近傍フレームの対応画素集合のアクティビティ値の差分を算出する(ステップS210)。
Next, the difference
評価対象フレームを分割した全ての画素集合についてアクティビティ差分を算出すると、画質評価部24は、評価対象フレームを含む近隣30フレームでそれぞれボケ量を算出し、算出したボケ量のフレームあたりの平均値に基づいて、重み付け係数を決定する(ステップS213)。
When the activity difference is calculated for all the pixel sets obtained by dividing the evaluation target frame, the image
次に、画質評価装置2は、フレームポインタを次の評価対象となるフレームに進め(ステップS214)、フレームポインタの示す評価対象フレームについて、ステップS204〜S213の処理を繰り返す。
Next, the image
そして、劣化画像内で評価対象となる全フレームにおいて各画素集合に対する差分情報の算出を終了すると(ステップS215でNo)、画質評価部24は、ステップS210で算出した全ての差分情報に、ステップS213で算出した重み付け係数を適用した上で、画質評価値を算出する(ステップS216)。
When the calculation of the difference information for each pixel set is completed in all frames to be evaluated in the degraded image (No in step S215), the image
以上で、画質評価装置2の動作例の説明を終了する。
Above, description of the operation example of the image
次に、本発明の第2の実施の形態の効果について述べる。 Next, the effect of the second exemplary embodiment of the present invention will be described.
本発明の第2の実施の形態としての画質評価装置は、劣化画像単体で、復号過程の情報を参照することなく、劣化画像の画質評価をさらに高精度に行うことができる。 The image quality evaluation apparatus according to the second embodiment of the present invention can perform image quality evaluation of a deteriorated image with higher accuracy without referring to information on a decoding process with a single degraded image.
その理由は、差分情報算出部が、評価対象フレームを分割した各画素集合との差分値が閾値より小さい対応画素集合を近傍フレームにおいて推定できない場合には、対応画素集合との間で差分情報を算出しないからである。これにより、本発明の第2の実施の形態としての画質評価装置は、各画素集合について、近傍フレームにおいて同一の対象物が映されていない可能性の高い対応画素集合との間で差分情報を算出することがない。そのような差分情報は、画質評価の有効な指標とならない可能性が高い。したがって、本発明の第2の実施の形態としての画質評価装置は、有効な指標とならない可能性が高い差分情報を画質評価値の算出に用いることがないからである。 The reason is that if the difference information calculation unit cannot estimate a corresponding pixel set whose difference value with each pixel set obtained by dividing the evaluation target frame is smaller than the threshold value in the neighboring frame, the difference information is calculated with the corresponding pixel set. This is because it is not calculated. Thereby, the image quality evaluation apparatus as the second exemplary embodiment of the present invention provides difference information between each pixel set and a corresponding pixel set that is unlikely to show the same object in the neighboring frame. There is no calculation. Such difference information is likely not to be an effective index for image quality evaluation. Therefore, the image quality evaluation apparatus according to the second embodiment of the present invention does not use difference information that is highly likely not to be an effective index for calculating the image quality evaluation value.
さらに、本発明の第2の実施の形態としての画質評価装置は、劣化画像単体での画質評価に視聴者の主観を反映させることができる。 Furthermore, the image quality evaluation apparatus as the second embodiment of the present invention can reflect the viewer's subjectivity in the image quality evaluation of a single degraded image.
その理由は、画質評価部が、各画素集合について算出した差分情報について重み付けを施した上で画質評価値を算出するからである。例えば、画質評価部は、劣化そのものを左右するフレームのブロック歪、伝送エラー、あるいはボケ等の値の大きいフレームに含まれる画素集合について算出される差分情報には、より大きい重み付け係数を適用するからである。また、例えば、画質評価部は、空間周波数や時間周波数が高く、視聴者に劣化が検知されにくくなる画素集合について算出される差分情報については、より小さい重み付け係数を適用するからである。また、例えば、画質評価部は、視聴者に注視されやすいカラーの画素集合について算出される差分情報には、より大きい重み付け係数を適用するからである。 This is because the image quality evaluation unit calculates the image quality evaluation value after weighting the difference information calculated for each pixel set. For example, the image quality evaluation unit applies a larger weighting coefficient to difference information calculated for a pixel set included in a frame having a large value such as block distortion, transmission error, or blur of a frame that affects deterioration itself. It is. Further, for example, the image quality evaluation unit applies a smaller weighting coefficient to the difference information calculated for a pixel set that has a high spatial frequency or temporal frequency and is less likely to be detected by the viewer. Further, for example, the image quality evaluation unit applies a larger weighting coefficient to the difference information calculated for the color pixel set that is easily watched by the viewer.
なお、本実施の形態では、評価対象の劣化画像の全フレームにおいて、所定サイズに分割した全画素集合で差分情報を算出する動作例について説明した。このような動作例の他、本実施の形態としての画質評価装置は、評価対象フレームや処理対象の画素集合を間引いて上述の差分情報を算出し、画質評価値を算出するようにしてもよい。 In the present embodiment, the operation example has been described in which the difference information is calculated using all pixel sets divided into a predetermined size in all frames of the degradation image to be evaluated. In addition to such an operation example, the image quality evaluation apparatus as the present embodiment may calculate the above-described difference information by thinning out the evaluation target frame and the pixel set to be processed, and calculate the image quality evaluation value. .
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態の説明において参照する各図面において、本発明の第2の実施の形態と同一の構成および同様に動作するステップには同一の符号を付して本実施の形態における詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that, in each drawing referred to in the description of the present embodiment, the same reference numerals are given to the same configuration and steps that operate in the same manner as in the second embodiment of the present invention, and the detailed description in the present embodiment. Description is omitted.
まず、本発明の第3の実施の形態としての画質評価装置3の機能ブロック構成を図7に示す。図7において、画質評価装置3は、本発明の第2の実施の形態としての画質評価装置2に対して、評価対象フレーム抽出部11に替えて評価対象フレーム抽出部31を備え、さらにイントラ符号化フレーム検出部35を備える点が異なる。
First, FIG. 7 shows a functional block configuration of an image quality evaluation apparatus 3 as a third embodiment of the present invention. In FIG. 7, the image quality evaluation apparatus 3 includes an evaluation target
ここで、画質評価装置3は、CPUと、RAMと、ROMと、ハードディスクドライブ等の補助記憶装置とを含む汎用的なコンピュータ装置によって構成されている。また、画質評価装置3の各機能ブロックは、ROMまたは補助記憶装置に記憶されたコンピュータ・プログラムモジュールをRAMに読み込んで実行するCPUによって構成される。なお、画質評価装置3の各機能ブロックを構成するハードウェア構成は上述の構成に限定されない。 Here, the image quality evaluation device 3 is configured by a general-purpose computer device including a CPU, a RAM, a ROM, and an auxiliary storage device such as a hard disk drive. Each functional block of the image quality evaluation device 3 is configured by a CPU that reads a computer program module stored in a ROM or an auxiliary storage device into a RAM and executes it. Note that the hardware configuration of each functional block of the image quality evaluation apparatus 3 is not limited to the above configuration.
イントラ符号化フレーム検出部35は、劣化画像に含まれるフレームがイントラ符号化されたものであるか否かを調べる。なお、イントラ符号化フレーム検出部35は、評価対象フレーム抽出部31と共に、本発明の評価対象フレーム抽出部の一実施形態を構成している。
The intra-coded
一般に、MPEG−2(エムペグツー)方式等で符号化された画像の各フレームは、当該フレームのみの情報を利用して符号化されるイントラ符号化フレーム(Iピクチャ)と、フレーム間の予測を利用して符号化されるインター符号化フレーム(Pピクチャ、Bピクチャ)とに分類される。イントラ符号化フレーム検出部35は、評価対象フレーム抽出部31によって選択されたフレームがイントラ符号化フレームであるか否かを判断する。
In general, each frame of an image encoded by the MPEG-2 (MPEG2) method or the like uses an intra-coded frame (I picture) that is encoded using information of only the frame and prediction between frames. And inter-coded frames (P picture, B picture) to be encoded. The intra encoded
具体的には、イントラ符号化フレーム検出部35は、フレームにあらかじめ対応付けられたフレーム種別情報を用いて、該フレームにイントラ符号化フレームであることを表す種別情報が対応付けられているか否かを判断するようにしてもよい。この場合、イントラ符号化フレーム検出部35は、このようなフレーム種別情報を外部から取得してもよい。なお、このようなフレーム種別情報は、例えば、画像符号化装置により、画像が符号化される段階で出力されたものであってもよい。あるいは、このようなフレーム種別情報は、画像復号装置により、画像を復号する段階で出力されたものであってもよい。
Specifically, the intra-coded
評価対象フレーム抽出部31は、劣化画像を構成するフレームのうち、イントラ符号化フレームを評価対象フレームとして抽出する。具体的には、評価対象フレーム抽出部31は、劣化画像を構成するフレームについて、イントラ符号化フレーム検出部35を用いてイントラ符号化フレームであるか否かを判断する。
The evaluation target
以上のように構成された画質評価装置3の動作について、図8を参照して説明する。 The operation of the image quality evaluation apparatus 3 configured as described above will be described with reference to FIG.
まず、評価対象フレーム抽出部31は、画質評価対象の劣化画像を取得する(ステップS101)。
First, the evaluation target
次に、イントラ符号化フレーム検出部35は、取得した劣化画像を構成する各フレームのフレーム種別情報を取得する(ステップS401)。
Next, the intra encoded
次に、評価対象フレーム抽出部31は、ステップS101で取得した劣化画像を構成するフレームのうちの1つにフレームポインタをあわせる(ステップS202)。
Next, the evaluation target
例えば、評価対象フレーム抽出部31は、劣化画像の先頭にフレームポインタをあわせてもよい。
For example, the evaluation target
次に、イントラ符号化フレーム検出部35は、フレーム種別情報を用いて、フレームポインタが示すフレームがイントラ符号化フレームであるか否かを判断する(ステップS402)。
Next, the intra encoded
ここで、該当するフレームがイントラ符号化フレームでない場合、画質評価装置3は、処理をステップS214に進めて、フレームポインタを進める。 Here, when the corresponding frame is not an intra-encoded frame, the image quality evaluation apparatus 3 advances the process to step S214 to advance the frame pointer.
一方、該当するフレームがイントラ符号化フレームである場合、評価対象フレーム抽出部31は、フレームポインタが示すフレームを評価対象フレームとして、その各画素値を抽出する(ステップS203)。
On the other hand, when the corresponding frame is an intra-coded frame, the evaluation target
次に、近傍フレーム抽出部12は、ステップS203で抽出した評価対象フレームの前後に連続するフレームのうち、1つ以上のフレームを近傍フレームとして抽出する(ステップ404)。
Next, the neighboring
例えば、近傍フレーム抽出部12は、評価対象フレームに対して、時間的に前後2フレームずつの計4フレームを抽出してもよい。
For example, the neighboring
そして、画質評価装置3は、各近傍フレームについて、ステップS205〜S212まで、本発明の第2の実施の形態としての画質評価装置2と同様に動作する。これにより、画質評価装置3は、イントラ符号化フレームと判断したフレームを分割した各画素集合と各近傍フレームにおける対応画素集合との間で差分情報を算出する。
The image quality evaluation apparatus 3 operates in the same manner as the image
次に、画質評価装置3は、本発明の第2の実施の形態としての画質評価装置2と同様に、評価対象フレームについて重み付け係数を算出する(ステップS213)。
Next, the image quality evaluation apparatus 3 calculates a weighting coefficient for the evaluation target frame, similarly to the image
そして、画質評価装置3は、フレームポインタを進め(ステップS214)、劣化画像を構成するフレームのうちイントラ符号化フレームと判断した全フレームについて各近傍フレームとの差分情報の算出を行う(ステップS402、S203〜S215)。 Then, the image quality evaluation apparatus 3 advances the frame pointer (step S214), and calculates difference information from each neighboring frame for all frames determined to be intra-coded frames among the frames constituting the deteriorated image (step S402). S203 to S215).
次に、画質評価装置3は、本発明の第2の実施の形態としての画質評価装置2と同様に、ステップS210で算出した各差分情報に、ステップS213で算出した重み付け係数を適用し、画質評価値を算出する(ステップS216)。
Next, similarly to the image
以上で、画質評価装置3は動作を終了する。 Thus, the image quality evaluation apparatus 3 ends the operation.
次に、本発明の第3の実施の形態の効果について述べる。 Next, effects of the third exemplary embodiment of the present invention will be described.
本発明の第3の実施の形態としての画質評価装置は、劣化画像単体で、復号過程の情報を参照することなく、劣化画像の画質評価をさらに高精度に行うことができる。 The image quality evaluation apparatus according to the third embodiment of the present invention can perform image quality evaluation of a deteriorated image with higher accuracy without referring to information on the decoding process with a single deteriorated image.
その理由について説明する。一般に、イントラ符号化フレームと、インター符号化フレームでは劣化の発生仕方が異なる。例えば、イントラ符号化フレームは、劣化が小さくなるように符号化され、インター符号化フレームは劣化がやや大きくなるように符号化されている。また、インター符号化フレームでは略均一に劣化が発生することが考えられる。したがって、インター符号化フレーム間で差分情報を算出しても画質評価の有効な指標とならない可能性が高い。本発明の第3の実施の形態としての画質評価装置では、評価対象フレーム抽出部が、イントラ符号化フレーム検出部を用いて、イントラ符号化フレームを評価対象フレームとして抽出する。このとき、イントラ符号化フレームの前後にはインター符号化フレームが連続している。したがって、本発明の第3の実施の形態としての画質評価装置は、イントラ符号化フレームと、近傍フレームであるインター符号化フレームとの間で、各画素集合の差分情報を算出することになる。したがって、イントラ符号化フレームとインター符号化フレームとの間の各画素集合について算出される差分情報は、劣化の程度を評価する有効な指標となる。このように、本発明の第3の実施の形態としての画質評価装置は、有効な指標とならない可能性の高いインター符号化フレーム間の差分情報を用いずに、有効な指標となる可能性の高いイントラ符号化フレームとインター符号化フレームとの間の差分情報を用いて画質評価値を算出するからである。 The reason will be described. In general, the manner in which deterioration occurs differs between an intra-coded frame and an inter-coded frame. For example, an intra-coded frame is encoded so that deterioration is reduced, and an inter-coded frame is encoded so that deterioration is slightly increased. In addition, it is conceivable that degradation occurs substantially uniformly in inter-coded frames. Therefore, there is a high possibility that calculating difference information between inter-coded frames will not be an effective index for image quality evaluation. In the image quality evaluation apparatus as the third embodiment of the present invention, the evaluation target frame extraction unit extracts an intra-coded frame as an evaluation target frame using the intra-coded frame detection unit. At this time, inter-coded frames are continuous before and after the intra-coded frame. Therefore, the image quality evaluation apparatus as the third embodiment of the present invention calculates difference information of each pixel set between an intra-coded frame and an inter-coded frame that is a neighboring frame. Therefore, the difference information calculated for each pixel set between the intra-coded frame and the inter-coded frame is an effective index for evaluating the degree of deterioration. As described above, the image quality evaluation apparatus according to the third embodiment of the present invention may be an effective index without using difference information between inter-coded frames that are not likely to be an effective index. This is because the image quality evaluation value is calculated using difference information between a high intra-coded frame and an inter-coded frame.
なお、本発明の各実施の形態では、評価対象の劣化画像における全イントラ符号化フレームにおいて、所定サイズに分割した全画素集合で、差分情報を算出する動作例について説明した。このような動作例の他、本実施の形態としての画質評価装置は、評価対象フレームや分割した画素集合を間引いて上述の差分情報を算出し、画質評価値を算出するようにしてもよい。 In each embodiment of the present invention, the operation example has been described in which difference information is calculated for all pixel sets divided into a predetermined size in all intra-coded frames in the degraded image to be evaluated. In addition to such an operation example, the image quality evaluation apparatus according to the present embodiment may calculate the above-described difference information by thinning out the evaluation target frame or the divided pixel set to calculate the image quality evaluation value.
また、本発明の実施の形態において、近傍フレーム抽出部が、評価対象フレームの前後2つずつの計4フレームを近傍フレームとして抽出する例について説明したが、近傍フレームの数を限定するものではない。このような動作例の他、本実施の形態としての画質評価装置は、評価対象フレームの前後にそれぞれ連続する1つ以上のフレームを近傍フレームとして抽出してもよい。また、評価対象フレームの2つ前後や3つ前後のフレームを近傍フレームとする等のように、評価対象フレームと近傍フレームとは必ずしも隣接していなくてもよい。ただし、近傍フレーム抽出部は、インター符号化フレームを近傍フレームとして抽出することが好ましい。 In the embodiment of the present invention, the example in which the neighboring frame extraction unit extracts a total of four frames before and after the evaluation target frame as the neighboring frames has been described. However, the number of neighboring frames is not limited. . In addition to such an operation example, the image quality evaluation apparatus according to the present embodiment may extract one or more consecutive frames before and after the evaluation target frame as neighboring frames. In addition, the evaluation target frame and the neighboring frame do not necessarily have to be adjacent to each other, such as two or around three or three frames around the evaluation target frame. However, it is preferable that the neighborhood frame extraction unit extracts the inter-coded frame as a neighborhood frame.
(第4の実施の形態)
次に、本発明の第4の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態の説明において参照する各図面において、本発明の第3の実施の形態と同一の構成および同様に動作するステップには同一の符号を付して本実施の形態における詳細な説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that in each drawing referred to in the description of the present embodiment, the same reference numerals are given to the same configuration and steps that operate in the same manner as in the third embodiment of the present invention, and the detailed description in the present embodiment. Description is omitted.
まず、本発明の第4の実施の形態としての画質評価装置4の機能ブロック構成を図9に示す。図9において、画質評価装置4は、本発明の第3の実施の形態としての画質評価装置3に対して、イントラ符号化フレーム検出部35に替えて、イントラ符号化フレーム検出部45を備える点が異なる。
First, FIG. 9 shows a functional block configuration of an image quality evaluation apparatus 4 as a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 9, the image quality evaluation apparatus 4 includes an intra-coded
ここで、画質評価装置4は、CPUと、RAMと、ROMと、ハードディスクドライブ等の補助記憶装置とを含む汎用的なコンピュータ装置によって構成されている。また、画質評価装置4の各機能ブロックは、ROMまたは補助記憶装置に記憶されたコンピュータ・プログラムモジュールをRAMに読み込んで実行するCPUによって構成される。なお、画質評価装置4の各機能ブロックを構成するハードウェア構成は上述の構成に限定されない。 Here, the image quality evaluation device 4 is configured by a general-purpose computer device including a CPU, a RAM, a ROM, and an auxiliary storage device such as a hard disk drive. Each functional block of the image quality evaluation apparatus 4 is constituted by a CPU that reads a computer program module stored in a ROM or an auxiliary storage device into a RAM and executes it. Note that the hardware configuration of each functional block of the image quality evaluation apparatus 4 is not limited to the above configuration.
イントラ符号化フレーム検出部45は、劣化画像に含まれるフレームの情報を解析することにより該当するフレームがイントラ符号化フレームであるか否かを判断する。
The intra-coded
例えば、イントラ符号化フレーム検出部45は、空間周波数の高周波数成分の残存量に基づいて、イントラ符号化フレームであるか否かを判断してもよい。
For example, the intra-coded
ここで、高周波数成分の残存量によりイントラ符号化フレームであるか否かを判断可能な理由について説明する。一般に、イントラ符号化フレームでは、輝度や色差情報の空間周波数の高周波数成分の情報を削ることで、情報量が圧縮されている。一方、インター符号化フレームでは、フレーム間の差分の情報を削ることで、情報量が圧縮されている。したがって、イントラ符号化フレームでは、高周波数成分が少ない傾向となる。そこで、イントラ符号化フレーム検出部45は、高周波数成分の残存量が閾値よりも少ないフレームをイントラ符号化フレームと判断する。あるいは、イントラ符号化フレーム検出部45は、評価対象フレームの直近に連続する1つ以上のフレームにおいて高周波数成分の残存量のフレームあたりの平均値を求め、求めた平均値より残存量が少ないフレームをイントラ符号化フレームと判断してもよい。
Here, the reason why it can be determined whether or not the frame is an intra-coded frame based on the remaining amount of the high frequency component will be described. In general, in an intra-coded frame, the amount of information is compressed by cutting information on high frequency components of the spatial frequency of luminance and color difference information. On the other hand, in an inter-coded frame, the information amount is compressed by removing information on differences between frames. Therefore, in the intra-coded frame, there is a tendency that high frequency components are few. Therefore, the intra-coded
なお、高周波数成分の残存量は、所定サイズ(8画素×8画素等)の画素集合ごとの離散コサイン変換の結果の交流成分の和として算出可能であるが、他の算出方法を用いてもよい。 The remaining amount of the high frequency component can be calculated as the sum of alternating current components as a result of the discrete cosine transform for each pixel set of a predetermined size (8 pixels × 8 pixels or the like), but other calculation methods may be used. Good.
また、例えば、イントラ符号化フレーム検出部45は、ブロック歪量に基づいて、イントラ符号化フレームであるか否かを判断してもよい。
Further, for example, the intra-coded
ここで、ブロック歪量によりイントラ符号化フレームであるか否かを判断可能な理由について説明する。一般に、イントラ符号化フレームは、後続フレームのフレーム間予測における予測信号となるため、画質劣化が少なくなるように符号化される。したがって、イントラ符号化フレームでは、ブロック歪量が小さい傾向となる。そこで、イントラ符号化フレーム検出部45は、ブロック歪量が閾値よりも少ないフレームをイントラ符号化フレームと判断する。あるいは、イントラ符号化フレーム検出部45は、評価対象フレームの直近に連続する1つ以上のフレームにおいてブロック歪量のフレームあたりの平均値を求め、求めた平均値よりブロック歪量が少ないフレームをイントラ符号化フレームと判断してもよい。
Here, the reason why it can be determined whether or not the frame is an intra-coded frame based on the block distortion amount will be described. In general, an intra-coded frame is a prediction signal in inter-frame prediction of subsequent frames, and is thus coded so as to reduce image quality degradation. Therefore, the amount of block distortion tends to be small in an intra-coded frame. Therefore, the intra-coded
以上のように構成された画質評価装置4の動作について、図10を参照して説明する。 The operation of the image quality evaluation apparatus 4 configured as described above will be described with reference to FIG.
まず、評価対象フレーム抽出部31は、画質評価対象の劣化画像を取得する(ステップS101)。
First, the evaluation target
次に、評価対象フレーム抽出部31は、ステップS101で取得した劣化画像を構成するフレームのうちの1つにフレームポインタをあわせる(ステップS202)。
Next, the evaluation target
例えば、評価対象フレーム抽出部31は、劣化画像を構成するフレームの先頭にフレームポインタをあわせてもよい。
For example, the evaluation target
次に、評価対象フレーム抽出部31は、フレームポインタが示すフレームの各画素値を抽出する(ステップS203)。
Next, the evaluation target
次に、イントラ符号化フレーム検出部45は、該当するフレームから算出される情報に基づいて、該フレームがイントラ符号化フレームであるか否かを判断する(ステップS602)。
Next, the intra encoded
例えば、イントラ符号化フレーム検出部45は、上述のように、該当するフレームから空間周波数の高周波数成分の残存量、あるいは、ブロック歪量を算出し、算出した値が閾値より小さい場合にイントラ符号化フレームであると判断してもよい。
For example, as described above, the intra-coded
ここで、該当するフレームがイントラ符号化フレームでない場合、画質評価装置4は、処理をステップS214に進める。 Here, if the corresponding frame is not an intra-encoded frame, the image quality evaluation device 4 advances the process to step S214.
一方、該当するフレームがイントラ符号化フレームである場合、画質評価装置4は、ステップS404、S205〜S216まで、本発明の第3の実施の形態としての画質評価装置3と同様に動作することにより、画質評価値を算出する。 On the other hand, when the corresponding frame is an intra-coded frame, the image quality evaluation apparatus 4 operates in the same manner as the image quality evaluation apparatus 3 as the third embodiment of the present invention from step S404, S205 to S216. The image quality evaluation value is calculated.
以上で、画質評価装置4は動作を終了する。 Thus, the image quality evaluation device 4 ends the operation.
次に、本発明の第4の実施の形態の効果について述べる。 Next, effects of the fourth exemplary embodiment of the present invention will be described.
本発明の第4の実施の形態としての画質評価装置は、劣化画像単体で、さらに他の外部情報を参照することなく、劣化画像の画質評価を高精度に行うことができる。 The image quality evaluation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention can perform the image quality evaluation of a deteriorated image with high accuracy without referring to other external information with a single deteriorated image.
その理由について説明する。本発明の第3の実施の形態では、劣化画像単体で画質評価を高精度に行うための処理であるイントラ符号化フレームの検出を、フレーム種別情報を外部から取得することにより行っていた。 The reason will be described. In the third embodiment of the present invention, detection of an intra-coded frame, which is a process for performing high-quality image evaluation with a single degraded image, is performed by acquiring frame type information from the outside.
これに対して、本発明の第4の実施の形態としての画質評価装置は、イントラ符号化フレーム検出部が、該当するフレーム情報を解析することにより、イントラ符号化フレームであるか否かを判断している。これにより、本発明の第4の実施の形態としての画質評価装置は、他の外部情報を参照することなく、評価対象フレームとして適切なイントラ符号化フレームを検出可能となるからである。そして、本発明の第4の実施の形態としての画質評価装置は、外部情報を参照することなく検出したイントラ符号化フレームと、近傍フレームであるインター符号化フレームとの間で、各画素集合の差分情報を算出することになる。したがって、本発明の第3の実施の形態としての画質評価装置は、外部情報を参照することなくイントラ符号化フレームを検出することにより、イントラ符号化フレームとインター符号化フレームとの間の差分情報を用いて画質評価値を算出可能となるからである。 In contrast, in the image quality evaluation apparatus as the fourth exemplary embodiment of the present invention, the intra-coded frame detection unit determines whether the frame is an intra-coded frame by analyzing the corresponding frame information. is doing. Thereby, the image quality evaluation apparatus as the fourth exemplary embodiment of the present invention can detect an appropriate intra-coded frame as an evaluation target frame without referring to other external information. Then, the image quality evaluation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention is configured such that each pixel set is between an intra-coded frame detected without referring to external information and an inter-coded frame that is a neighboring frame. Difference information is calculated. Therefore, the image quality evaluation apparatus as the third exemplary embodiment of the present invention detects difference information between an intra-coded frame and an inter-coded frame by detecting an intra-coded frame without referring to external information. This is because the image quality evaluation value can be calculated using.
なお、上述の各実施の形態において、近傍フレーム抽出部が、評価対象フレームの1つ後のフレームを抽出する例と、前後2フレームずつを抽出する例を中心について説明したが、近傍フレームの数を限定するものではない。 In each of the above-described embodiments, the example in which the neighboring frame extracting unit extracts the frame immediately after the evaluation target frame and the example of extracting the two frames before and after the center has been described. It is not intended to limit.
また、上述の第2〜第4の実施の形態において、差分情報算出部が、評価対象フレームを16画素×16画素の画素集合に分割する例について説明したが、本発明の差分情報算出部が扱う画素集合のサイズを限定するものではない。 Moreover, in the above-described second to fourth embodiments, the example in which the difference information calculation unit divides the evaluation target frame into a pixel set of 16 pixels × 16 pixels has been described. However, the difference information calculation unit of the present invention The size of the pixel set to be handled is not limited.
また、上述の第2〜第4の実施の形態においても第1の実施の形態と同様に、画素値として、輝度、色差、RGB等の情報を適用可能である。 In the second to fourth embodiments described above, as in the first embodiment, information such as luminance, color difference, and RGB can be applied as pixel values.
また、上述の第2〜第4の実施の形態においても第1の実施の形態と同様に、評価対象フレームの各画素集合と近傍フレームの対応画素集合との間の差分情報として、画素値間の差分絶対値和、画素値間の差分二乗和、画素値平均の差分、画素値分散の差分、アクティビティ差分等を適用可能である。 Also in the second to fourth embodiments described above, as in the first embodiment, the difference information between each pixel set of the evaluation target frame and the corresponding pixel set of the neighboring frame is used as the difference information. The sum of absolute differences, the sum of squares of differences between pixel values, the difference of average pixel values, the difference of pixel value dispersion, the activity difference, and the like can be applied.
また、上述の第3〜第4の実施の形態においても第2の実施の形態と同様に、対応画素集合を推定する際に利用する差分値として、画素値間の差分絶対値和、画素値間の差分二乗和、画素値平均の差分、画素値分散の差分、アクティビティ差分等を適用可能である。 Also in the third to fourth embodiments described above, as in the second embodiment, as the difference value used when estimating the corresponding pixel set, the sum of absolute differences between pixel values, the pixel value Difference sum of squares, average difference of pixel values, difference of dispersion of pixel values, activity difference, and the like can be applied.
また、上述の第3〜第4の実施の形態においても第2の実施の形態と同様に、重み付け係数を、空間周波数、時間周波数、特定カラー、ブロック歪、伝送エラー、あるいはボケ等を表す情報に基づいて算出可能である。 Also in the third to fourth embodiments described above, as in the second embodiment, the weighting coefficient is information representing spatial frequency, temporal frequency, specific color, block distortion, transmission error, blur, or the like. Can be calculated based on
また、上述した本発明の各実施の形態において、各フローチャートを参照して説明した画質評価装置の動作を、本発明のコンピュータ・プログラムとしてコンピュータ装置の記憶装置(記憶媒体)に格納しておき、係るコンピュータ・プログラムを当該CPUが読み出して実行するようにしてもよい。そして、このような場合において、本発明は、係るコンピュータ・プログラムのコード或いは記憶媒体によって構成される。 In each embodiment of the present invention described above, the operation of the image quality evaluation apparatus described with reference to each flowchart is stored in a storage device (storage medium) of a computer apparatus as a computer program of the present invention. Such a computer program may be read and executed by the CPU. In such a case, the present invention is constituted by the code of the computer program or a storage medium.
また、上述した各実施の形態は、適宜組み合わせて実施されることが可能である。 Moreover, each embodiment mentioned above can be implemented in combination as appropriate.
また、本発明は、上述した各実施の形態に限定されず、様々な態様で実施されることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various modes.
また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
動画像から評価対象フレームを抽出する評価対象フレーム抽出部と、
前記評価対象フレームの近傍フレームを抽出する近傍フレーム抽出部と、
前記評価対象フレームに含まれる各画素集合から抽出される情報と、前記近傍フレームにおいて該画素集合に対応する位置の画素集合である対応画素集合から抽出される情報との差分を表す差分情報を算出する差分情報算出部と、
前記各画素集合について算出された前記差分情報に基づき前記動画像の画質評価値を算出する画質評価部と、
を備えた画質評価装置。
(付記2)
前記評価対象フレーム抽出部は、前記評価対象フレームとして、イントラ符号化フレームを抽出すること特徴とする付記1に記載の画質評価装置。
(付記3)
前記評価対象フレーム抽出部は、前記動画像に含まれる各フレームにあらかじめ対応付けられたフレーム種別情報に基づいて、イントラ符号化フレームであることを表す種別情報が対応付けられたフレームを前記評価対象フレームとして抽出することを特徴とする付記2に記載の画質評価装置。
(付記4)
前記評価対象フレーム抽出部は、前記動画像に含まれる各フレームから算出される情報に基づいて、該フレームがイントラ符号化フレームであるか否かを判断し、イントラ符号化フレームであると判断したフレームを前記評価対象フレームとして抽出することを特徴とする付記2に記載の画質評価装置。
(付記5)
前記評価対象フレーム抽出部は、前記動画像に含まれる各フレームにおける空間周波数の高周波数成分の残存量を算出し、算出した残存量に基づいて、該フレームがイントラ符号化フレームであるか否かを判断することを特徴とする付記4に記載の画質評価装置。
(付記6)
前記評価対象フレーム抽出部は、前記動画像に含まれる各フレームのブロック歪量を算出し、算出したブロック歪量に基づいて、該フレームがイントラ符号化フレームであるか否かを判断することを特徴とする付記4に記載の画質評価装置。
(付記7)
前記差分情報算出部は、前記評価対象フレームを所定サイズに分割することにより得られる前記各画素集合と、前記対応画素集合との間で、前記差分情報を算出することを特徴とする付記1から付記6のいずれかに記載の画質評価装置。
(付記8)
前記差分情報算出部は、前記評価対象フレームの各画素集合に基づく情報と、前記近傍フレームにおける任意の画素集合に基づく情報との差分に基づいて、前記対応画素集合の位置を推定することを特徴とする付記1から付記7のいずれかに記載の画質評価装置。
(付記9)
前記差分情報算出部は、前記評価対象フレームの各画素集合に基づく情報と、前記対応画素集合に基づく情報との差分が閾値よりも大きい場合には、前記差分情報の算出を行わないことを特徴とする付記8に記載の画質評価装置。
(付記10)
前記差分情報算出部は、前記評価対象フレームの各画素集合に対する相対位置が所定範囲の領域において、前記対応画素集合の位置を推定することを特徴とする付記1から付記9のいずれかに記載の画質評価装置。
(付記11)
前記差分情報算出部は、前記差分情報として、前記評価対象フレームの各画素集合に含まれる画素値と、前記対応画素集合に含まれる画素値との差分絶対値和を算出することを特徴とする付記1から付記10のいずれかに記載の画質評価装置。
(付記12)
前記差分情報算出部は、前記差分情報として、前記評価対象フレームの各画素集合に含まれる画素値と、前記対応画素集合に含まれる画素値との差分二乗和を算出することを特徴とする付記1から付記10のいずれかに記載の画質評価装置。
(付記13)
前記差分情報算出部は、前記差分情報として、前記評価対象フレームの各画素集合に含まれる画素値の平均と、前記対応画素集合に含まれる画素値の平均との差分を算出することを特徴とする付記1から付記10のいずれかに記載の画質評価装置。
(付記14)
前記差分情報算出部は、前記差分情報として、前記評価対象フレームの各画素集合に含まれる画素値の分散と、前記対応画素集合に含まれる画素値の分散との差分を算出することを特徴とする付記1から付記10のいずれかに記載の画質評価装置。
(付記15)
前記差分情報算出部は、前記差分情報として、前記評価対象フレームの各画素集合に含まれる画素値の平均と各画素値との差分絶対値の平均を表すアクティビティ値と、
前記対応画素集合のアクティビティ値との差分を算出することを特徴とする付記1から付記10のいずれかに記載の画質評価装置。
(付記16)
前記差分情報算出部は、前記画素値として輝度値を用いることを特徴とする付記11から付記15のいずれかに記載の画質評価装置。
(付記17)
前記画質評価部は、前記各画素集合について算出された前記差分情報に対して、該画素集合に関連する情報に基づく重み付けを施すことにより、重み付けされた各差分情報を用いて前記画質評価値を算出することを特徴とする付記1から付記16のいずれかに記載の画質評価装置。
(付記18)
前記画質評価部は、前記各画素集合が含まれるフレームごとに算出される情報を用いて、該画素集合について算出された差分情報に前記重み付けを施すことを特徴とする付記17に記載の画質評価装置。
(付記19)
前記画質評価部は、前記画素集合ごとに算出される情報を用いて、該画素集合について算出された差分情報に前記重み付けを施すことを特徴とする付記17に記載の画質評価装置。
(付記20)
前記画質評価部は、前記各画素集合に関連する空間周波数に基づいて、前記重み付けを施すことを特徴とする付記17から付記19のいずれかに記載の画質評価装置。
(付記21)
前記画質評価部は、前記各画素集合に関連する時間周波数に基づいて、前記重み付けを施すことを特徴とする付記17から付記20のいずれかに記載の画質評価装置。
(付記22)
前記画質評価部は、前記各画素集合に関連するカラーに基づいて、前記重み付けを施すことを特徴とする付記17から付記21のいずれかに記載の画質評価装置。
(付記23)
前記画質評価部は、前記各画素集合に関連するブロック歪量に基づいて、前記重み付けを施すことを特徴とする付記17から付記22のいずれかに記載の画質評価装置。
(付記24)
前記画質評価部は、前記各画素集合に関連する伝送エラー量に基づいて、前記重み付けを施すことを特徴とする付記17から付記23のいずれかに記載の画質評価装置。
(付記25)
前記画質評価部は、前記各画素集合に関連するボケの量に基づいて、前記重み付けを施すことを特徴とする付記17から付記24のいずれかに記載の画質評価装置。
(付記26)
動画像から評価対象フレームを抽出し、
前記評価対象フレームの近傍フレームを抽出し、
前記評価対象フレームに含まれる各画素集合から抽出される情報と、前記近傍フレームにおいて該画素集合に対応する位置の画素集合である対応画素集合から抽出される情報との差分を表す差分情報を算出し、
前記各画素集合について算出された前記差分情報に基づき前記動画像の画質評価値を算出する画質評価方法。
(付記27)
前記評価対象フレームとして、イントラ符号化フレームを抽出すること特徴とする付記26に記載の画質評価方法。
(付記28)
動画像から評価対象フレームを抽出する評価対象フレーム抽出ステップと、
前記評価対象フレームの近傍フレームを抽出する近傍フレーム抽出ステップと、
前記評価対象フレームに含まれる各画素集合から抽出される情報と、前記近傍フレームにおいて該画素集合に対応する位置の画素集合である対応画素集合から抽出される情報との差分を表す差分情報を算出する差分情報算出ステップと、
前記各画素集合について算出された前記差分情報に基づき前記動画像の画質評価値を算出する画質評価ステップと、
をコンピュータ装置に実行させるコンピュータ・プログラム。
(付記29)
前記評価対象フレーム抽出ステップにおいて、前記評価対象フレームとして、イントラ符号化フレームを抽出すること特徴とする付記28に記載のコンピュータ・プログラム。
Moreover, although a part or all of said embodiment can be described also as the following additional remarks, it is not restricted to the following.
(Appendix 1)
An evaluation target frame extraction unit that extracts an evaluation target frame from the moving image;
A neighborhood frame extraction unit for extracting a neighborhood frame of the evaluation target frame;
Difference information representing the difference between information extracted from each pixel set included in the evaluation target frame and information extracted from a corresponding pixel set that is a pixel set at a position corresponding to the pixel set in the neighboring frame is calculated. A difference information calculation unit,
An image quality evaluation unit that calculates an image quality evaluation value of the moving image based on the difference information calculated for each pixel set;
An image quality evaluation device.
(Appendix 2)
The image quality evaluation apparatus according to
(Appendix 3)
The evaluation target frame extraction unit selects a frame associated with type information indicating an intra-coded frame based on frame type information associated with each frame included in the moving image in advance. The image quality evaluation apparatus according to
(Appendix 4)
The evaluation target frame extraction unit determines whether the frame is an intra-encoded frame based on information calculated from each frame included in the moving image, and determines that the frame is an intra-encoded frame The image quality evaluation apparatus according to
(Appendix 5)
The evaluation target frame extraction unit calculates a residual amount of a high-frequency component of a spatial frequency in each frame included in the moving image, and based on the calculated residual amount, whether or not the frame is an intra-coded frame The image quality evaluation apparatus according to appendix 4, characterized by:
(Appendix 6)
The evaluation target frame extraction unit calculates a block distortion amount of each frame included in the moving image, and determines whether the frame is an intra-coded frame based on the calculated block distortion amount. The image quality evaluation apparatus according to appendix 4, which is characterized.
(Appendix 7)
From the
(Appendix 8)
The difference information calculation unit estimates a position of the corresponding pixel set based on a difference between information based on each pixel set of the evaluation target frame and information based on an arbitrary pixel set in the neighboring frame. The image quality evaluation apparatus according to any one of
(Appendix 9)
The difference information calculation unit does not calculate the difference information when a difference between information based on each pixel set of the evaluation target frame and information based on the corresponding pixel set is larger than a threshold value. The image quality evaluation apparatus according to
(Appendix 10)
The difference information calculation unit estimates the position of the corresponding pixel set in an area where the relative position of the evaluation target frame with respect to each pixel set is in a predetermined range. Image quality evaluation device.
(Appendix 11)
The difference information calculation unit calculates, as the difference information, a sum of absolute differences between a pixel value included in each pixel set of the evaluation target frame and a pixel value included in the corresponding pixel set. The image quality evaluation apparatus according to any one of
(Appendix 12)
The difference information calculation unit calculates, as the difference information, a sum of squares of a difference between a pixel value included in each pixel set of the evaluation target frame and a pixel value included in the corresponding pixel set. The image quality evaluation apparatus according to any one of 1 to Appendix 10.
(Appendix 13)
The difference information calculation unit calculates, as the difference information, a difference between an average of pixel values included in each pixel set of the evaluation target frame and an average of pixel values included in the corresponding pixel set. The image quality evaluation apparatus according to any one of
(Appendix 14)
The difference information calculation unit calculates, as the difference information, a difference between a variance of pixel values included in each pixel set of the evaluation target frame and a variance of pixel values included in the corresponding pixel set. The image quality evaluation apparatus according to any one of
(Appendix 15)
The difference information calculation unit, as the difference information, an activity value representing an average of absolute values of differences between an average of pixel values and each pixel value included in each pixel set of the evaluation target frame;
11. The image quality evaluation apparatus according to any one of
(Appendix 16)
The image quality evaluation apparatus according to any one of
(Appendix 17)
The image quality evaluation unit weights the difference information calculated for each pixel set based on information related to the pixel set, and uses the weighted difference information to calculate the image quality evaluation value. The image quality evaluation apparatus according to any one of
(Appendix 18)
18. The image quality evaluation according to appendix 17, wherein the image quality evaluation unit performs the weighting on the difference information calculated for the pixel set using information calculated for each frame including the pixel set. apparatus.
(Appendix 19)
18. The image quality evaluation apparatus according to appendix 17, wherein the image quality evaluation unit weights difference information calculated for the pixel set using information calculated for each pixel set.
(Appendix 20)
20. The image quality evaluation apparatus according to any one of appendix 17 to appendix 19, wherein the image quality evaluation unit performs the weighting based on a spatial frequency associated with each pixel set.
(Appendix 21)
The image quality evaluation apparatus according to any one of appendix 17 to appendix 20, wherein the image quality evaluation unit performs the weighting based on a time frequency associated with each pixel set.
(Appendix 22)
The image quality evaluation apparatus according to any one of appendix 17 to appendix 21, wherein the image quality evaluation unit performs the weighting based on a color associated with each pixel set.
(Appendix 23)
The image quality evaluation apparatus according to any one of appendix 17 to appendix 22, wherein the image quality evaluation unit performs the weighting based on a block distortion amount related to each pixel set.
(Appendix 24)
The image quality evaluation apparatus according to any one of appendix 17 to appendix 23, wherein the image quality evaluation unit performs the weighting based on a transmission error amount related to each pixel set.
(Appendix 25)
25. The image quality evaluation apparatus according to any one of appendix 17 to appendix 24, wherein the image quality evaluation unit performs the weighting based on an amount of blur associated with each pixel set.
(Appendix 26)
Extract the frame to be evaluated from the video,
Extracting neighboring frames of the evaluation target frame;
Difference information representing the difference between information extracted from each pixel set included in the evaluation target frame and information extracted from a corresponding pixel set that is a pixel set at a position corresponding to the pixel set in the neighboring frame is calculated. And
An image quality evaluation method for calculating an image quality evaluation value of the moving image based on the difference information calculated for each pixel set.
(Appendix 27)
27. The image quality evaluation method according to attachment 26, wherein an intra-coded frame is extracted as the evaluation target frame.
(Appendix 28)
An evaluation target frame extraction step for extracting an evaluation target frame from the moving image;
A neighboring frame extracting step of extracting a neighboring frame of the evaluation target frame;
Difference information representing the difference between information extracted from each pixel set included in the evaluation target frame and information extracted from a corresponding pixel set that is a pixel set at a position corresponding to the pixel set in the neighboring frame is calculated. Difference information calculation step to perform,
An image quality evaluation step of calculating an image quality evaluation value of the moving image based on the difference information calculated for each pixel set;
Is a computer program that causes a computer device to execute.
(Appendix 29)
29. The computer program according to appendix 28, wherein in the evaluation target frame extraction step, an intra-coded frame is extracted as the evaluation target frame.
1、2、3、4 画質評価装置
11、31 評価対象フレーム抽出部
12 近傍フレーム抽出部
13、23 差分情報算出部
14、24 画質評価部
35、45 イントラ符号化フレーム検出部
1, 2, 3, 4 Image
Claims (10)
前記評価対象フレームの近傍フレームを抽出する近傍フレーム抽出部と、
前記評価対象フレームに含まれる各画素集合から抽出される情報と、前記近傍フレームにおいて該画素集合に対応する位置の画素集合である対応画素集合から抽出される情報との差分を表す差分情報を算出する差分情報算出部と、
前記各画素集合について算出された前記差分情報に基づき前記動画像の画質評価値を算出する画質評価部と、
を備えた画質評価装置。 An evaluation target frame extraction unit that extracts an evaluation target frame from the moving image;
A neighborhood frame extraction unit for extracting a neighborhood frame of the evaluation target frame;
Difference information representing the difference between information extracted from each pixel set included in the evaluation target frame and information extracted from a corresponding pixel set that is a pixel set at a position corresponding to the pixel set in the neighboring frame is calculated. A difference information calculation unit,
An image quality evaluation unit that calculates an image quality evaluation value of the moving image based on the difference information calculated for each pixel set;
An image quality evaluation device.
前記対応画素集合のアクティビティ値との差分を算出することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の画質評価装置。 The difference information calculation unit, as the difference information, an activity value representing an average of absolute values of differences between an average of pixel values and each pixel value included in each pixel set of the evaluation target frame;
6. The image quality evaluation apparatus according to claim 1, wherein a difference from an activity value of the corresponding pixel set is calculated.
前記評価対象フレームの近傍フレームを抽出し、
前記評価対象フレームに含まれる各画素集合から抽出される情報と、前記近傍フレームにおいて該画素集合に対応する位置の画素集合である対応画素集合から抽出される情報との差分を表す差分情報を算出し、
前記各画素集合について算出された前記差分情報に基づき前記動画像の画質評価値を算出する画質評価方法。 Extract the frame to be evaluated from the video,
Extracting neighboring frames of the evaluation target frame;
Difference information representing the difference between information extracted from each pixel set included in the evaluation target frame and information extracted from a corresponding pixel set that is a pixel set at a position corresponding to the pixel set in the neighboring frame is calculated. And
An image quality evaluation method for calculating an image quality evaluation value of the moving image based on the difference information calculated for each pixel set.
前記評価対象フレームの近傍フレームを抽出する近傍フレーム抽出ステップと、
前記評価対象フレームに含まれる各画素集合から抽出される情報と、前記近傍フレームにおいて該画素集合に対応する位置の画素集合である対応画素集合から抽出される情報との差分を表す差分情報を算出する差分情報算出ステップと、
前記各画素集合について算出された前記差分情報に基づき前記動画像の画質評価値を算出する画質評価ステップと、
をコンピュータ装置に実行させるコンピュータ・プログラム。 An evaluation target frame extraction step for extracting an evaluation target frame from the moving image;
A neighboring frame extracting step of extracting a neighboring frame of the evaluation target frame;
Difference information representing the difference between information extracted from each pixel set included in the evaluation target frame and information extracted from a corresponding pixel set that is a pixel set at a position corresponding to the pixel set in the neighboring frame is calculated. Difference information calculation step to perform,
An image quality evaluation step of calculating an image quality evaluation value of the moving image based on the difference information calculated for each pixel set;
Is a computer program that causes a computer device to execute.
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JP2015026879A (en) * | 2013-07-24 | 2015-02-05 | 日本電信電話株式会社 | Video quality estimation device, video quality estimation method, and program |
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