JP2015533269A - ビデオストリーミングサービスのためのコンテンツ依存型ビデオ品質モデル - Google Patents
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Abstract
Description
品質モデルタイプ
・FR(Full Reference):基準信号が要求される。
・RR(Reduced−Reference):ソース信号から抽出された一部の情報が要求される。
・NR(No−Reference):基準信号が要求されない。
入力パラメータタイプ
・信号/メディアベース:復号された画像(ピクセル情報)が要求される。
・パラメータベース:ビットストリームレベル情報が要求される。情報は、パケットヘッダ情報から始まり、パケットヘッダの解析、符号情報であるペイロードを含むビットストリームの解析、およびビットストリームの部分的および全体的復号を要求する。
アプリケーションのタイプ
・ネットワーク計画:モデルまたは測定系は、最善の実装を計画するためにネットワークの実装前に使用される。
・サービス監視:モデルは、サービス業務の間に使用される。
ビデオ品質モデルのタイプの関連情報は、文献[1−3]で見られる。
本発明の目的は、コンテンツ複雑性パラメータを提供することにより、および任意の、故に既存または将来の、パラメータベースのビデオ品質推定方法を制御するためのこれらコンテンツ複雑性パラメータを使用することにより、デジタルビデオ信号の知覚品質を推定するための方法を提供することである。本発明による方法は一方で、ビデオ信号のコンテンツの質的インパクトの幾分きめの細かい考察を可能にし、他方で暗号化ビデオに、およびパケット損失がある場合およびない場合の両方に適用可能である。本発明のもう1つの目的は、コンテンツ複雑性パラメータを計算し、それらを任意のパラメータベースのビデオ品質モデルに挿入するために構成された装置を提供することであり、そのようなパケットヘッダベースの手法の全ての利点が関連付けられる。
・SI SC:所定のシーンSCに対する平均Iフレームサイズ;好ましい実施形態では、第1のシーンの第1のIフレームが無視されるのが好ましい。
・SP gop:所定のGOPgopに対する平均Pフレームサイズ。
・SB gop:GOP毎の基準B(階層符号化の場合に使用される)の平均サイズ。
・Sb gop:GOP毎の非基準bフレームサイズの平均サイズ。
・SnoI gop:GOP毎の平均化されたP、B、およびbフレームサイズ。
・BI SC:シーン毎に計算されたIフレームのビットレート
・BP SC:シーン毎に計算されたPフレームのビットレート
・BB SC:シーン毎に計算されたBフレームのビットレート
・Bb SC:シーン毎に計算されたbフレームのビットレート
・BnoI SC:シーン毎に計算されたP、B、およびbフレームの結合ビットレート
・ByT SC:シーン毎のフレームTに対する全バイト量である。
・frT:Tフレームに対するフレームレート、即ち秒あたりTフレームの数である。
・nfrT:シーンでのTフレームの数である。
・br:Mビット/秒での全ビットレートである。
(1a)復号化前に取り込まれるビデオビットストリームの情報を抽出するステップと;
(1b)各障害係数に適合されたインパクト関数を推定毎に使用して1つまたは複数の前記障害係数IFのための(複数の)推定を取得するステップと;
(1c)ステップ(1b)で取得された前記(複数の)推定を使用して前記デジタルビデオ信号の前記知覚品質を推定するステップと;
を含み、
ステップ(1b)で使用された前記インパクト関数の各々は、一組のGOP/シーン複雑性パラメータから計算された一組のコンテンツ依存型パラメータqを入力として扱い、前記GOP/シーン複雑性パラメータは、パケットヘッダ情報から導出可能であり暗号化ビデオビットストリームの場合に利用可能であることを特徴とする。
暗号化またはネットワークの技術的特性、例えばビットレート、フレームレート、パケット損失の割合、またはGOP若しくはシーンにおける損失の比率;および/または
前記インパクト関数に関連付けられた係数;
に依存する。
SI SC、シーン毎の平均Iフレームサイズを意味し、第1のシーンの第1のIフレームは、無視されるのが好ましい。
SP gop、GOP毎の平均Pフレームサイズを意味する。
SB gop、GOP毎の平均(基準)Bフレームサイズを意味する。
Sb gop、GOP毎の平均非基準bフレームサイズを意味する。
SnoI gop、GOP毎の結合平均P、B、およびbフレームサイズを意味する。
BI SC、シーン毎に計算されたIフレームのビットレートを意味する。
BP SC、シーン毎に計算されたPフレームのビットレートを意味する。
BB SC、シーン毎に計算されたBフレームのビットレートを意味する。
Bb SC、シーン毎に計算されたbフレームのビットレートを意味する。
BnoI SC、シーン毎に計算されたP、B、およびbフレームのビットレートを意味する。
(12a)βk、1=SnоI/Iを設定
(12b)βk、1≦0.5の場合、βk、1を2xβk、1に設定
(12c)βk、1>0.5の場合、βk、1を1に設定
(18a)サーバからクライアントにビデオ信号を送信するステップ
(18b)上記のようにデジタルビデオ信号の知覚品質を推定するための方法に従ってデジタルビデオ信号の知覚品質を推定するための方法をクライアント側で実行するステップ
(18c)サーバにステップ(18b)の推定の結果を送信するステップ
(18d)送信されたビデオ信号の品質の推定をサーバ側で監視するステップ
であり、前記方法は、以下のステップをさらに含む。
(18e)好ましくは送信パラメータに依存して、送信されたビデオ信号の監視された品質を分析するステップ、および任意に
(18f)送信されたビデオ信号の品質を上げるために、ステップ(18e)の分析に基づき送信パラメータを変更するステップ
復号化前に取り込まれたビデオビットストリームから情報を抽出するよう構成された手段と、
少なくとも1つのインパクト推定器と、
ビデオ信号の知覚品質Qνを推定するよう構成された品質推定器と
を含み、
(複数の)インパクト推定器の各々は、一組のGOP/シーン複雑性パラメータから計算された一組のコンテンツ依存型パラメータを入力として扱う障害関数を用いて障害係数により質的インパクトを推定するよう構成され、GOP/シーン複雑性パラメータは、パケットヘッダ情報から導出可能であり、故に暗号化ビデオビットストリームの場合に利用可能になる。
本発明の1つの実施形態は、式(3)に対するGOP/シーン複雑性パラメータの含有に関し、Imp=Icod、m=1、n=1、u=4であり、Impは、指数関数であるfIcodによって得られる。
αIcod 1=47.78
αIcod 2=−21.46
αIcod 3=7.61
αIcod 4=7.71
であり、PIcod 1は、最も好ましくは以下により与えられるピクセル毎の平均ビット数である。
w1=16
w2=1
であり、
本発明の1つの実施形態は、式(3)に対するGOP/シーン複雑性パラメータの含有に関し、Imp=Itra、m=2、n=2、u=3であり、Impは、対数関数であるfItraによって得られる。
αItra 1=17.95
αItra 2=αItra 3=59.02
である。
PItra 1=Icod
PItra 2=ν
であり、νは、測定窓におけるGOP数である。代わりに、νは、測定窓持続時間である。
Claims (34)
- デジタルビデオ信号の知覚品質を推定するための方法であって:
(1a)暗号化前に取り込まれるビデオビットストリームの情報を抽出するステップと;
(1b)各障害係数に適合されたインパクト関数を前記推定毎に使用して、1つまたは複数の障害係数IFに関する(複数の)推定を取得するステップと;
(1c)ステップ(1b)で取得された前記(複数の)推定を使用して、前記デジタルビデオ信号の前記知覚品質を推定するステップと;
を含み、
ステップ(1b)で使用された前記インパクト関数の各々は、一組のGOP/シーン複雑性パラメータから計算された一組のコンテンツ依存型パラメータqを入力として扱い、前記GOP/シーン複雑性パラメータは、パケットヘッダ情報から導出可能であり、暗号化ビデオビットストリームの場合に利用可能であり、
前記一組のコンテンツ依存型パラメータqは、シーン毎の平均Iフレームサイズを意味する少なくともGOP/シーン複雑性パラメータSI SCから導出され、第1のシーンの第1のIフレームは、無視されるのが好ましく、
少なくとも1つの前記障害係数、好ましくは圧縮アーチファクトによる質的インパクトを推定するために、係数によって乗算されたシーンsc上の前記GOP/シーン複雑性パラメータSI SCの加重平均の逆数から計算されるコンテンツ依存型パラメータq1に依存するインパクト関数fIFが使用されることを特徴とする方法。 - 各シーンscは、加重wSCxNSCを有し、NSCは、シーン毎のGOP数であり、wSCは、さらなる加重係数であり、最小のSI SC値を有するシーンに関して、wSCは、1より大きな値に設定され、例えばwSC=16であり、全ての他のシーンに関して、wSCは、1に等しく設定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記係数は、ビデオフレーム毎のピクセル数nxおよびビデオフレームレートfrに比例することを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記GOP/シーン複雑性パラメータは、ピクチャ群(GOP)毎またはビデオシーン毎に計算されることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の方法。
- ステップ(1b)で使用された前記インパクト関数の各々は、暗号化またはネットワークの技術的特性、例えばビットレート、フレームレート、パケット損失の割合、またはGOP若しくはシーンにおける損失の比率にさらに依存することを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の方法。
- ステップ(1b)で使用された前記インパクト関数の各々は、前記インパクト関数に関連付けられた係数にさらに依存することを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の方法。
- ステップ(1b)で使用された前記インパクト関数の各々は:
暗号化またはネットワークの技術的特性、例えばビットレート、フレームレート、パケット損失の割合、またはGOP若しくはシーンにおける損失の比率と;
前記インパクト関数に関連付けられた係数と;
にさらに依存することを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の方法。 - 前記一組のコンテンツ依存型パラメータqは、少なくとも1つの以下のGOP/シーン複雑性パラメータからさらに導出され、
SP gopは、GOP毎の平均Pフレームサイズを意味し;
SB gopは、GOP毎の平均(基準)Bフレームサイズを意味し;
Sb gopは、GOP毎の平均非基準bフレームサイズを意味し;
SnoI gopは、GOP毎の結合平均P、B、およびbフレームサイズを意味し;
BI SCは、シーン毎に計算されたIフレームのビットレートを意味し;
BP SCは、シーン毎に計算されたPフレームのビットレートを意味し;
BB SCは、シーン毎に計算されたBフレームのビットレートを意味し;
Bb SCは、シーン毎に計算されたbフレームのビットレートを意味し;
BnoI SCは、シーン毎に計算されたP、B、およびbフレームのビットレートを意味する;
ことを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の方法。 - 一組のコンテンツ依存型パラメータq=(q1、q2)に依存する、送信アーチファクトによる前記質的インパクトを推定するのに好ましいインパクト関数fIFが使用され、前記一組のj∈{1、2}を備えた各要素qjは、GOP/シーン複雑性パラメータに依存するパラメータβk、iの加重和によって取得されることを特徴とする請求項1から11の何れか1項に記載の方法。
- フレーム毎の1つのスライスの場合、ri=nap/npであり
フレーム毎の複数のスライスの場合、ri=nlp/np+nlex1/(2xnsl)であり、
ここで、npは、フレームにおけるパケット数であり、napは、ヒットフレームにおける影響を受けたトランスポートストリーム(TS)パケットの数であり、nlpは、フレームにおける損失パケットの数であり、nleは、フレームにおける損失イベントの数であり、nslは、フレームにおけるスライス数であることを特徴とする請求項14に記載の方法。 - パラメータβk、1は、前記GOP/シーン複雑性パラメータSnoI/Iに依存することを特徴とする請求項13から15の何れか1項に記載の方法。
- パラメータβk、2は、前記GOP/シーン複雑性パラメータSb/Pに依存することを特徴とする請求項13から15の何れか1項に記載の方法。
- パラメータβk、1は、前記GOP/シーン複雑性パラメータSnoI/Iに依存し、パラメータβk、2は、前記GOP/シーン複雑性パラメータSb/Pに依存することを特徴とする請求項13から15の何れか1項に記載の方法。
- k∈{1、...、ν}毎のパラメータβk、1は、
(12a)βk、1=SnоI/Iを設定するステップと;
(12b)βk、1≦0.5の場合、βk、1を2xβk、1に設定するステップと;
(12c)βk、1>0.5の場合、βk、1を1に設定するステップと;
によって取得されることを特徴とする請求項13から18の何れか1項に記載の方法。 - k∈{1、...、ν}毎のパラメータβk、2は、βk、2=max(0、−Sb/P+1)として取得されることを特徴とする請求項13から19の何れか1項に記載の方法。
- 前記ビデオ信号は、少なくとも一部の非対話型データストリーム、好ましくは非対話型ビデオ若しくは視聴覚ストリーム、または少なくとも一部の対話型データストリーム、好ましくは対話型ビデオ若しくは視聴覚ストリームであることを特徴とする請求項1から21の何れか1項に記載の方法。
- 圧縮および/または送信以外の障害によるデジタルビデオ信号の前記知覚品質上のインパクトを推定するための1つまたは複数の方法に組み合わされることを特徴とする請求項1から22の何れか1項に記載の方法。
- 圧縮および/または送信によるデジタルビデオの前記知覚品質を推定するための1つまたは複数の他の方法に組み合わされることを特徴とする請求項1から23の何れか1項に記載の方法。
- 前記組み合わせは、組み合わされるべき方法の少なくとも線形関数および/または少なくとも乗法関数を使用して実行されるのが好ましいことを特徴とする請求項23または24に記載の方法。
- 送信されたデジタルビデオ信号の品質を:
(18a)サーバからクライアントにビデオ信号を送信するステップと;
(18b)請求項1から25の何れか1項によるデジタルビデオ信号の前記知覚品質を推定するための方法をクライアント側で実行するステップと;
(18c)前記サーバにステップ(18b)の前記推定の結果を送信するステップと;
(18d)前記送信されたビデオ信号の前記品質をサーバ側で監視するステップと;
によって監視するための方法。 - (18e)好ましくは送信パラメータに依存して、前記送信されたビデオ信号の前記監視された品質を分析するステップをさらに含むことを特徴とする請求項26に記載の方法。
- (18f)前記送信されたビデオ信号の前記品質を高めるために、ステップ(18e)の前記分析に基づき前記送信パラメータを変更するステップをさらに含むことを特徴とする請求項27に記載の方法。
- デジタルビデオ信号の知覚品質を推定するための装置であって:
暗号化前に取り込まれるビデオビットストリームから情報を抽出するよう構成された手段と;
少なくとも1つのインパクト推定器と;
ビデオ信号の前記知覚品質Qνを推定するよう構成された品質推定器と;
を含み、
(複数の)前記インパクト推定器の各々は、一組のGOP/シーン複雑性パラメータから計算された一組のコンテンツ依存型パラメータqを入力として扱う障害関数を使用して障害係数により質的インパクトを推定するよう構成され、前記GOP/シーン複雑性パラメータは、パケットヘッダ情報から導出可能であり、故に暗号化ビデオビットストリームの場合に利用可能であり、
前記一組のコンテンツ依存型パラメータqは、シーン毎の平均Iフレームサイズを意味する少なくともGOP/シーン複雑性パラメータSI SCから導出され、第1のシーンの第1のIフレームは、無視されるのが好ましく、
少なくとも1つの前記障害係数、好ましくは圧縮アーチファクトによる前記質的インパクトを推定するために、係数によって乗算されたシーンsc上の前記GOP/シーン複雑性パラメータSI SCの加重平均の逆数から計算されるコンテンツ依存型パラメータq1に依存するインパクト関数fIFが使用されることを特徴とする装置。 - 請求項1から25の何れか1項による方法を使用してデジタルビデオ信号の前記知覚品質を推定するようさらに構成されることを特徴とする請求項29に記載の装置。
- セットトップボックスは、請求項29または30による前記装置を含むことを特徴とする、デジタルビデオ信号を受信するための受信器に接続可能なセットトップボックス。
- システムは、サーバおよびクライアントを含み、前記システムは、請求項26による前記方法を実行するよう構成されることを特徴とする、送信されたデジタルビデオ信号の品質を監視するためのシステム。
- 前記クライアントは、請求項29または30による装置として構成され、および/または前記クライアントは、請求項29または30による装置を含むことを特徴とする請求項32に記載のシステム。
- 請求項31によるセットトップボックスをさらに含み、前記セットトップボックスは、前記クライアントに接続されることを特徴とする請求項32に記載のシステム。
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