JP5981803B2 - Image quality evaluation apparatus, image quality evaluation method, and image quality evaluation program - Google Patents

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Description

本発明は、画像の主観画質を評価する画質評価装置、画質評価方法及び画質評価プログラムに関する。   The present invention relates to an image quality evaluation apparatus, an image quality evaluation method, and an image quality evaluation program for evaluating the subjective image quality of an image.

動画像の主観画質の推定には、(1)PSNR(Peak Signal-to-Noise Ratio)、SSIM(Structural SIMilarity)などの原画との差から求められる客観画質で代替するもの、(2)主観評価実験によって推定するもの、(3)動画像の特徴から主観画質を計算するものがある。このうち、(1)は客観画質の良否と主観画質の良否が必ずしも対応しないという問題に加え、原動画像からフレームレートと解像度を変化させた場合に、異なるフレームレート、解像度の動画像間の客観画質の比較が難しいという問題がある。(2)は評価に時間がかかり、個別の動画像の主観評価の推定に用いることはできない。これらの問題に対応する形で、(3)の動画像の特徴から主観画質を計算する形態の主観画質推定方式が提案されている(例えば、非特許文献1〜5参照)。   To estimate the subjective image quality of moving images, (1) substitute with objective image quality obtained from the difference with the original image such as PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio), SSIM (Structural SIMilarity), (2) Subjective evaluation Some are estimated by experiment, and (3) the subjective image quality is calculated from the characteristics of the moving image. Among these, (1) has the problem that the quality of the objective image quality does not always correspond to the quality of the subjective image quality. In addition, when the frame rate and the resolution are changed from the original moving image, the objective image between the moving images having different frame rates and resolutions. There is a problem that it is difficult to compare image quality. (2) takes time to evaluate and cannot be used for estimation of subjective evaluation of individual moving images. In response to these problems, a subjective image quality estimation method (3) in which subjective image quality is calculated from the characteristics of moving images has been proposed (for example, see Non-Patent Documents 1 to 5).

M. Chien, R. Wang, C. Chiu, and P. Chang., "Quality Driven Frame Rate Optimization for Rate constrained Video Encoding," IEEE Trans on. Broadcast. Vol. 58, pp. 200-208, June. 2012.M. Chien, R. Wang, C. Chiu, and P. Chang., "Quality Driven Frame Rate Optimization for Rate constrained Video Encoding," IEEE Trans on. Broadcast. Vol. 58, pp. 200-208, June. 2012 . R. Feghali, F. Speranza, D. Wang, ando A. Vincent., "Video Quality Metric for Bit Rate Control Via Joint Adjustment of Quantization and Frame Rate , " IEEE Trans. Broadcast., vol . 53, no. 1 , Mar. 2007, pp. 441-46.R. Feghali, F. Speranza, D. Wang, ando A. Vincent., "Video Quality Metric for Bit Rate Control Via Joint Adjustment of Quantization and Frame Rate," IEEE Trans. Broadcast., Vol. 53, no. 1, Mar. 2007, pp. 441-46. Y. - F. Ou, Z. Ma, T. Liu, and Y. Wang., " Perceptual Quality Assessment of Video Considering Both Frame Rate and Quantization Artifacts, " IEEE Trans. Circuits Syst. Video Tech., vol. 21, no. 3, Mar. 2011, pp. 286-98.Y.-F. Ou, Z. Ma, T. Liu, and Y. Wang., "Perceptual Quality Assessment of Video Considering Both Frame Rate and Quantization Artifacts," IEEE Trans. Circuits Syst. Video Tech., Vol. 21, no. 3, Mar. 2011, pp. 286-98. C. S. Kim S. H. Jin, D. J. Seo, and Y. M. Ro., "Measuring Video Quality on Full Scalability of H. 264 / AVC Scalable Video Coding , " IEICE Trans . Commun ., vol. E91-B , no. 5 , May 2008, pp. 1269-78.CS Kim SH Jin, DJ Seo, and YM Ro., "Measuring Video Quality on Full Scalability of H. 264 / AVC Scalable Video Coding," IEICE Trans. Commun., Vol. E91-B, no. 5, May 2008, pp. 1269-78. H. Sohn, H. Yoo, W. D. Neve, C. S. Kim, and Y. M. Ro., "Full Reference Video Quality Metric for Fully Scalable and Mobile SVC Content , " IEEE Trans . Broadcast., vol. 56, no. 3, Sept. 2010, pp. 269-80.H. Sohn, H. Yoo, WD Neve, CS Kim, and YM Ro., "Full Reference Video Quality Metric for Fully Scalable and Mobile SVC Content," IEEE Trans. Broadcast., Vol. 56, no. 3, Sept. 2010, pp. 269-80. Y. Yamasaki, and T. Yoshida., "MOS-Based Bit Allocation in SNR-Temporal Scalable Coding," Proc. PCS, Dec. 2010. pp. 242-245Y. Yamasaki, and T. Yoshida., "MOS-Based Bit Allocation in SNR-Temporal Scalable Coding," Proc. PCS, Dec. 2010. pp. 242-245

しかしながら、非特許文献1〜5に記載の方式では動画像の解像度、フレームレートに加え、テクスチャの複雑さ、動きの量、PSNR等の原画との差から求められる客観画質で代替する際の評価値に基づいて主観評価を算出するものであるため、計算量が大きくなるという問題がある。このような問題を解決するために、非特許文献6ではビットレートと解像度を固定して、主観画質を最適にするフレームレートを推測することにより計算量を低減する技術が提案されている。   However, in the methods described in Non-Patent Documents 1 to 5, in addition to the resolution and frame rate of moving images, evaluation when substituting with objective image quality obtained from differences from the original image such as texture complexity, amount of motion, PSNR, etc. Since the subjective evaluation is calculated based on the value, there is a problem that the amount of calculation increases. In order to solve such a problem, Non-Patent Document 6 proposes a technique for reducing the amount of calculation by fixing a bit rate and resolution and estimating a frame rate that optimizes subjective image quality.

しかし、スポーツ映像など動きが重視される動画像の符号化ではフレームレートは保持し、その他のパラメータを変更することで、主観画質を最適化したいという要望が強い。そのため、ビットレートとフレームレートを一定に保持したとき、主観画質を最適化するための動画像の符号化パラメータを高速に決定できることが必要である。   However, there is a strong demand for optimizing the subjective image quality by maintaining the frame rate and changing other parameters in the coding of moving images such as sports videos where movement is important. Therefore, when the bit rate and the frame rate are kept constant, it is necessary to be able to determine the moving image coding parameters for optimizing the subjective image quality at high speed.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ビットレートとフレームレートの組み合わせに対して、符号化する解像度を変更した場合の主観評価を高速に行うことができる画質評価装置、画質評価方法及び画質評価プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an image quality evaluation apparatus and image quality capable of performing subjective evaluation at a high speed when the encoding resolution is changed with respect to a combination of a bit rate and a frame rate. An object is to provide an evaluation method and an image quality evaluation program.

本発明は、ビットレートとフレームレートの組み合わせに対して、符号化する解像度を変更した場合の画質の主観評価を行う画質評価装置であって、符号化処理を行うエンコーダに対して、前記符号化処理に必要な前記解像度を変化させながら設定する符号化パラメータ設定手段と、前記ビットレートと、前記フレームレートとを一定にしたまま、前記符号化パラメータ設定手段によって設定された前記解像度と、符号化対象画像とを入力した前記エンコーダによって符号化された符号化データを入力する符号化データ入力手段と、入力された前記符号化データから複数の動きベクトルを抽出する動きベクトル抽出手段と、抽出した前記動きベクトルの大きさの標準偏差と、前記動きベクトルの大きさの平均との比を算出し、算出した前記比の値を前記符号化データの画質の評価値として出力する画質評価値出力手段とを備えることを特徴とする。 The present invention is an image quality evaluation apparatus that performs subjective evaluation of image quality when the encoding resolution is changed with respect to a combination of a bit rate and a frame rate. Encoding parameter setting means for setting the resolution required for processing while changing, the resolution set by the encoding parameter setting means while the bit rate and the frame rate are kept constant, and encoding Encoded data input means for inputting encoded data encoded by the encoder that has input the target image, motion vector extracting means for extracting a plurality of motion vectors from the input encoded data, and the extracted Calculate the ratio between the standard deviation of the magnitude of the motion vector and the average of the magnitude of the motion vector, and calculate the ratio Characterized in that it comprises a quality evaluation value output means for outputting the value as an evaluation value of the image quality of the encoded data.

本発明は、設定した前記解像度と、該解像度を設定した際に前記画質評価値出力手段から出力する前記評価値とを関係付けて記憶する画質評価値記憶手段と、前記画質評価値記憶手段に記憶されている前記評価値のうち、最も高い評価値に関係付けられた前記解像度を出力する出力手段とをさらに備えることを特徴とする。 The present invention includes: the resolution set, and the image quality evaluation value storage means for storing in association with said evaluation value output from said image quality evaluation value output means upon setting the resolution, the image quality evaluation value storage unit Output means for outputting the resolution associated with the highest evaluation value among the stored evaluation values is further provided.

本発明は、ビットレートとフレームレートの組み合わせに対して、符号化する解像度を変更した場合の画質の主観評価を行う画質評価装置が行う画質評価方法であって、符号化処理を行うエンコーダに対して、前記符号化処理に必要な前記解像度を変化させながら設定する符号化パラメータ設定ステップと、前記ビットレートと、前記フレームレートとを一定にしたまま、前記符号化パラメータ設定ステップによって設定された前記解像度と、符号化対象画像とを入力した前記エンコーダによって符号化された符号化データを入力する符号化データ入力ステップと、入力された前記符号化データから複数の動きベクトルを抽出する動きベクトル抽出ステップと、抽出した前記動きベクトルの大きさの標準偏差と、前記動きベクトルの大きさの平均との比を算出し、算出した前記比の値を前記符号化データの画質の評価値として出力する画質評価値出力ステップとを有することを特徴とする。 The present invention relates to an image quality evaluation method performed by an image quality evaluation apparatus that performs subjective evaluation of image quality when the resolution to be encoded is changed with respect to a combination of a bit rate and a frame rate. The encoding parameter setting step for setting the resolution necessary for the encoding process, the bit rate, and the frame rate are kept constant while the encoding parameter setting step sets the resolution. An encoded data input step for inputting encoded data encoded by the encoder to which the resolution and the image to be encoded are input, and a motion vector extracting step for extracting a plurality of motion vectors from the input encoded data And the standard deviation of the size of the extracted motion vector and the size of the motion vector Calculating a ratio of the average, and having an image quality evaluation value output step of outputting the calculated value of the said ratio as the evaluation value of the image quality of the encoded data.

本発明は、設定した前記解像度と、該解像度を設定した際に前記画質評価値出力ステップから出力する前記評価値とを関係付けて記憶装置に記憶する画質評価値記憶ステップと、前記記憶装置に記憶されている前記評価値のうち、最も高い評価値に関係付けられた前記解像度を出力する出力ステップとをさらに有することを特徴とする。
The present invention relates to the image quality evaluation value storage step for storing the set resolution and the evaluation value output from the image quality evaluation value output step when the resolution is set in a storage device, and the storage device An output step of outputting the resolution related to the highest evaluation value among the stored evaluation values is further included.

本発明は、コンピュータを、前記画質評価装置として機能させるための画質評価プログラムである。   The present invention is an image quality evaluation program for causing a computer to function as the image quality evaluation apparatus.

本発明によれば、抽出したすべての動きベクトルの大きさの標準偏差Vと平均Mの比M/Vを符号化データの画質の評価値として出力するようにしたため、簡単な演算のみで評価値を算出することができ、計算負荷を低減することができるという効果が得られる。また、前記画質評価値を用いて、主観画質を最適にする符号化パラメータを決定できるという効果が得られる。さらに、ビットレート、フレームレートを一定に保ったまま解像度のみを変化させて画質評価値を算出することにより、主観画質を最適にする解像度を決定できるという効果が得られる。   According to the present invention, since the ratio M / V between the standard deviation V and the average M of the magnitudes of all extracted motion vectors is output as the evaluation value of the image quality of the encoded data, the evaluation value can be obtained only with a simple calculation. Can be calculated and the calculation load can be reduced. In addition, it is possible to determine an encoding parameter that optimizes subjective image quality using the image quality evaluation value. Further, by calculating the image quality evaluation value by changing only the resolution while keeping the bit rate and the frame rate constant, it is possible to determine the resolution that optimizes the subjective image quality.

本発明の一実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of one Embodiment of this invention. 図1に示す符号化パラメータ制御部2の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the encoding parameter control part 2 shown in FIG. 図1に示す画質評価部3の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the image quality evaluation part 3 shown in FIG. 図1に示す画質評価値記憶部4のテーブル構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the table structure of the image quality evaluation value memory | storage part 4 shown in FIG. 変動係数(Coefficient of Variation)の逆数(平均/標準偏差)と、平均オピニオン評点(Mean Opinion Score)の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the reciprocal number (average / standard deviation) of a coefficient of variation (Coefficient of Variation), and an average opinion score (Mean Opinion Score).

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による画質評価装置を説明する。符号化データは、動きベクトルの標準偏差と平均の比である動きベクトルの変動係数が小さいほど主観画質が高いという性質を持っている。図5は、4つのサンプル映像(1)〜(4)における変動係数(Coefficient of Variation)の逆数(平均/標準偏差)と、平均オピニオン評点(Mean Opinion Score)の関係を示す図である。図5に示すように、フレームレート毎に動きベクトルの標準偏差と平均の比である動きベクトルの変動係数が小さいほど主観画質が高いことが分かる。本実施形態は、フレームレート固定の下では、動きベクトルの標準偏差と平均の比である動きベクトルの変動係数が小さいほど主観画質が高いという性質に基づき、符号化データの動きベクトルの変動係数に基づいて主観画質を評価する。   Hereinafter, an image quality evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The encoded data has the property that the subjective image quality is higher as the coefficient of variation of the motion vector, which is the ratio between the standard deviation and average of the motion vector, is smaller. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the reciprocal (average / standard deviation) of the coefficient of variation in the four sample videos (1) to (4) and the mean opinion score. As shown in FIG. 5, it can be seen that the subjective image quality is higher as the coefficient of variation of the motion vector, which is the ratio between the standard deviation and the average of the motion vector for each frame rate, is smaller. This embodiment is based on the property that the subjective image quality is higher as the coefficient of variation of the motion vector, which is the ratio of the standard deviation and average of the motion vector, is smaller under the fixed frame rate. Based on the subjective image quality.

動画像のエンコード技術にはH.264、MPEG−4、MPEG−2、HEVCなどが存在する。動画像のエンコーダはこれらの技術に基づいて実装され、符号化のパラメータとしてビットレート、解像度、フレームレートを指定することができる。ビットレートは動画像の圧縮率によって決まり、実際には符号化方式毎の内部パラメータ、例えば量子化係数の値などによって決定される。よって、ビットレートの指定方法はエンコーダに依存し、ビットレートを直接指定できるものがある一方、量子化係数など符号化の内部パラメータを直接指定する必要がある場合もある。ビットレートの指定には、ある一定時間の動画像の平均ビットレートがある範囲に収まる固定ビットレート符号化があり、また、符号化の内部パラメータを設定し、それに伴い、動画像の性質によってビットレートが動画像の符号化において途中で変化する可変ビットレート符号化がある。   The encoding technology for moving images is H.264. H.264, MPEG-4, MPEG-2, HEVC, and the like. The moving image encoder is implemented based on these techniques, and can specify a bit rate, a resolution, and a frame rate as encoding parameters. The bit rate is determined by the compression rate of the moving image, and is actually determined by an internal parameter for each encoding method, for example, the value of a quantization coefficient. Therefore, the bit rate designation method depends on the encoder, and there is a method in which the bit rate can be directly designated. On the other hand, in some cases, it is necessary to directly designate an internal parameter of encoding such as a quantization coefficient. The bit rate specification includes fixed bit rate encoding that keeps the average bit rate of a moving image for a certain period of time within a certain range. Also, the internal parameters of the encoding are set, and accordingly, the bit rate depends on the nature of the moving image. There is variable bit rate coding in which the rate changes midway in moving picture coding.

本実施形態では、固定ビットレートの場合について説明する。図1は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号1は、動画像データと符号化パラメータを入力し、符号化処理を行って符号化データを出力するエンコーダである。符号2は、外部から圧縮前の動画像データと、符号化パラメータを入力し、エンコーダ1に対して出力する符号化パラメータ制御部である。符号化パラメータ制御部2が入力する符号化パラメータは、ビットレート、フレームレート、解像度表(解像度が複数定義された表データ)である。符号3は、エンコーダ1が出力する符号化データを入力し、動きベクトルの変動係数の逆数を主観画質の評価値として算出して出力する画質評価部である。符号4は、エンコーダ1に対して出力した符号化パラメータ(ビットレート、フレームレート、解像度)と、画質評価部3から出力する動きベクトルの変動係数の逆数(評価値)とを関係付けて記憶する画質評価値記憶部である。符号5は、画質評価値記憶部4に記憶されている評価値のうち、最も高い評価値に関係付けられた符号化パラメータを出力する出力部である。   In this embodiment, the case of a fixed bit rate will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the embodiment. In this figure, reference numeral 1 denotes an encoder that inputs moving image data and encoding parameters, performs encoding processing, and outputs encoded data. Reference numeral 2 denotes an encoding parameter control unit that inputs uncompressed moving image data and encoding parameters from the outside, and outputs them to the encoder 1. The encoding parameters input by the encoding parameter control unit 2 are a bit rate, a frame rate, and a resolution table (table data in which a plurality of resolutions are defined). Reference numeral 3 denotes an image quality evaluation unit that receives encoded data output from the encoder 1 and calculates and outputs the reciprocal of the coefficient of variation of the motion vector as an evaluation value of the subjective image quality. Code 4 stores the coding parameters (bit rate, frame rate, resolution) output to the encoder 1 and the reciprocal (evaluation value) of the variation coefficient of the motion vector output from the image quality evaluation unit 3 in association with each other. It is an image quality evaluation value storage unit. Reference numeral 5 denotes an output unit that outputs an encoding parameter related to the highest evaluation value among the evaluation values stored in the image quality evaluation value storage unit 4.

次に、図2を参照して、図1に示す符号化パラメータ制御部2が解像度などの符号化パラメータを変化させながら、圧縮前の動画像データと符号化パラメータを出力する動作を説明する。図2は、図1に示す符号化パラメータ制御部2の動作を示すフローチャートである。   Next, an operation in which the encoding parameter control unit 2 shown in FIG. 1 outputs the uncompressed moving image data and the encoding parameter while changing the encoding parameter such as the resolution will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the encoding parameter control unit 2 shown in FIG.

まず、符号化パラメータ制御部2は、外部から圧縮前の動画像データI、ビットレートb、フレームレートf、解像度表Tを入力する(ステップS1)。解像度表Tには、複数の解像度の値が定義されている。解像度表には、例えば、QVGA(320画素×240画素)、VGA(640画素×480画素)、1280画素×720画素、1920画素×1080画素などの順で解像度が定義されている。   First, the encoding parameter control unit 2 inputs the uncompressed moving image data I, the bit rate b, the frame rate f, and the resolution table T from the outside (step S1). In the resolution table T, a plurality of resolution values are defined. In the resolution table, for example, resolutions are defined in the order of QVGA (320 pixels × 240 pixels), VGA (640 pixels × 480 pixels), 1280 pixels × 720 pixels, 1920 pixels × 1080 pixels, and the like.

次に、符号化パラメータ制御部2は、解像度表Tの最初の解像度rを取り出す(ステップS2)。そして、符号化パラメータ制御部2は、圧縮前の動画像データI、ビットレートb、フレームレートf、解像度rをエンコーダ1に対して出力する(ステップS3)。   Next, the encoding parameter control unit 2 takes out the first resolution r of the resolution table T (step S2). Then, the encoding parameter control unit 2 outputs the uncompressed moving image data I, the bit rate b, the frame rate f, and the resolution r to the encoder 1 (step S3).

これを受けて、エンコーダ1は、入力した符号化パラメータ(ビットレートb、フレームレートf、解像度r)を使用して符号化処理を行い、符号化データを画質評価部3に対して出力する。画質評価部3では、この符号化データの画質評価を行う。画質評価の処理動作は後述する。   In response to this, the encoder 1 performs an encoding process using the input encoding parameters (bit rate b, frame rate f, resolution r), and outputs encoded data to the image quality evaluation unit 3. The image quality evaluation unit 3 evaluates the image quality of the encoded data. The image quality evaluation processing operation will be described later.

次に、画質評価部3において1回の画質評価処理が終わると、符号化パラメータ制御部2は、解像度表Tに要素が残っているか否かを判定し(ステップS4)、残っていなければ処理を終了する。一方、解像度表Tに要素が残っていれば、符号化パラメータ制御部2は、解像度表Tの次の解像度rを取り出し(ステップS5)、ステップS3に戻って圧縮前の動画像データI、ビットレートb、フレームレートf、解像度rをエンコーダ1に対して出力する動作を繰り返す。この処理動作により、ビットレート、フレームレートを一定に保ったまま、解像度表Tに定義されている解像度rが順にエンコーダ1に対して出力されることになり、符号化処理毎に符号化パラメータを変化させることができる。   Next, when one image quality evaluation process is completed in the image quality evaluation unit 3, the encoding parameter control unit 2 determines whether or not an element remains in the resolution table T (step S4). Exit. On the other hand, if the element remains in the resolution table T, the encoding parameter control unit 2 extracts the next resolution r of the resolution table T (step S5), returns to step S3, and stores the moving image data I and bits before compression. The operation of outputting the rate b, the frame rate f, and the resolution r to the encoder 1 is repeated. With this processing operation, the resolution r defined in the resolution table T is sequentially output to the encoder 1 while keeping the bit rate and the frame rate constant, and the encoding parameter is set for each encoding process. Can be changed.

なお、図2に示す処理動作では、ビットレートb、フレームレートfを一定に保ったまま解像度のみを変化させる例を示したが、解像度のみでなく、ビットレートやフレームレートも変化させてもよい。さらに、対象の符号化パラメータは、ビットレート、フレームレート、解像度に限るものではなく、他の符号化パラメータを用いるようにしてもよい。   In the processing operation shown in FIG. 2, an example in which only the resolution is changed while the bit rate b and the frame rate f are kept constant is shown, but not only the resolution but also the bit rate and the frame rate may be changed. . Furthermore, the target encoding parameters are not limited to the bit rate, frame rate, and resolution, and other encoding parameters may be used.

次に、図3を参照して、図1に示す画質評価部3が、エンコーダ1が出力する符号化データを入力し、動きベクトルの変動係数の逆数を主観画質の評価値として算出して出力する動作を説明する。図3は、図1に示す画質評価部3の動作を示すフローチャートである。   Next, referring to FIG. 3, the image quality evaluation unit 3 shown in FIG. 1 receives the encoded data output from the encoder 1, calculates the reciprocal of the coefficient of variation of the motion vector as the subjective image quality evaluation value, and outputs it. The operation | movement which performs is demonstrated. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the image quality evaluation unit 3 shown in FIG.

まず、画質評価部3は、エンコーダ1が出力する符号化データを入力する(ステップS11)。続いて、画質評価部3は、入力した符号化データからすべての動きベクトルを抽出する(ステップS12)。そして、画質評価部3は、動きベクトルの変動係数の逆数Cを求める(ステップS13)。動きベクトルの変動係数の逆数Cは、動きベクトルの大きさの標準偏差Vと、動きベクトルの大きさの平均Mとの比(C=M/V)から求める。画質評価部3は、求めた動きベクトルの変動係数の逆数Cを主観画質の評価値として画質評価値記憶部4に記憶する(ステップS14)。このとき、画質評価部3は、エンコーダ1に対して出力されたビットレートb、フレームレートf、解像度rと、求めた動きベクトルの変動係数の逆数C(評価値)とを関係付けて、画質評価値記憶部4に記憶する。これにより、エンコーダ1に対して設定したビットレートb、フレームレートf、解像度rによって符号化処理をした際の画質評価値(動きベクトルの変動係数の逆数C)が関係付けられて記憶されることになる。   First, the image quality evaluation unit 3 receives encoded data output from the encoder 1 (step S11). Subsequently, the image quality evaluation unit 3 extracts all motion vectors from the input encoded data (step S12). Then, the image quality evaluation unit 3 obtains the reciprocal C of the coefficient of variation of the motion vector (step S13). The reciprocal C of the coefficient of variation of the motion vector is obtained from the ratio (C = M / V) between the standard deviation V of the motion vector magnitude and the average M of the motion vector magnitude. The image quality evaluation unit 3 stores the obtained reciprocal C of the coefficient of variation of the motion vector in the image quality evaluation value storage unit 4 as the subjective image quality evaluation value (step S14). At this time, the image quality evaluation unit 3 correlates the bit rate b, the frame rate f, and the resolution r output to the encoder 1 with the reciprocal C (evaluation value) of the obtained variation coefficient of the motion vector. Stored in the evaluation value storage unit 4. As a result, the image quality evaluation value (reciprocal C of the coefficient of variation of the motion vector) when the encoding process is performed with the bit rate b, the frame rate f, and the resolution r set for the encoder 1 is associated and stored. become.

画質評価部3は、新たな符号化パラメータ(ビットレートb、フレームレートf、解像度r)が設定される度にエンコーダ1から出力する符号化データの画質評価を繰り返し行う。これにより、画質評価値記憶部4には、符号化パラメータの組み合わせに対する評価値のテーブルが記憶されることになる。図4は、ビットレート、フレームレート、解像度の組合せに対して、評価値を関係付けたテーブルの構造を示す図である。画質評価値記憶部4には、図4に示すテーブルが記憶されることになる。このテーブルを参照することにより、符号化パラメータの組合せ毎の評価値を得ることができるため、符号化パラメータを決定する際に、容易に最適化した符号化パラメータを決定することが可能となる。そして、出力部5は、画質評価値記憶部4に記憶されている評価値のうち、最も高い評価値に関係付けられた符号化パラメータを出力する。   The image quality evaluation unit 3 repeatedly evaluates the image quality of the encoded data output from the encoder 1 every time a new encoding parameter (bit rate b, frame rate f, resolution r) is set. As a result, the image quality evaluation value storage unit 4 stores a table of evaluation values for combinations of encoding parameters. FIG. 4 is a diagram illustrating the structure of a table in which evaluation values are associated with combinations of bit rates, frame rates, and resolutions. The image quality evaluation value storage unit 4 stores the table shown in FIG. By referring to this table, an evaluation value for each combination of encoding parameters can be obtained. Therefore, when determining the encoding parameters, it is possible to easily determine the optimized encoding parameters. Then, the output unit 5 outputs an encoding parameter related to the highest evaluation value among the evaluation values stored in the image quality evaluation value storage unit 4.

なお、符号化データから抽出する動きベクトルは必ずしもすべてである必要はなく、動きベクトルの大きさの標準偏差と平均を求めることができる程度の複数の動きベクトルを抽出するようにしてもよい。   Note that the motion vectors extracted from the encoded data are not necessarily all, and a plurality of motion vectors that can obtain the standard deviation and average of the magnitudes of the motion vectors may be extracted.

以上説明したように、抽出したすべての動きベクトルの大きさの標準偏差Vと平均Mの比M/Vを符号化データの画質の評価値として出力するようにしたため、簡単な演算のみで動画像データの符号化データから直接、主観画質評価値を算出することができ、計算負荷を低減することができる。そのため、符号化された動画像データの品質評価を高速化、高信頼化することができる。また、動画像を符号化する際に、所定のビットレートとフレームレートの組み合わせに対して、符号化する解像度を変更した場合の画質の主観評価を高速に行うことができる。また、符号化パラメータを設定した際に符号化パラメータと評価値とを関係付けて記憶するようにしたため、符号化パラメータと評価値の関係を参照することにより主観画質を最適化するための動画像の符号化パラメータを容易に決定することができるという効果も得られる。   As described above, the ratio M / V of the standard deviation V and the average M of all extracted motion vectors is output as the evaluation value of the image quality of the encoded data. The subjective image quality evaluation value can be calculated directly from the encoded data of the data, and the calculation load can be reduced. Therefore, the quality evaluation of the encoded moving image data can be speeded up and highly reliable. In addition, when a moving image is encoded, subjective evaluation of image quality can be performed at high speed when the encoding resolution is changed with respect to a predetermined bit rate and frame rate combination. In addition, since the encoding parameter and the evaluation value are stored in association with each other when the encoding parameter is set, a moving image for optimizing the subjective image quality by referring to the relationship between the encoding parameter and the evaluation value It is also possible to easily determine the encoding parameter of the above.

なお、図1における処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより画像の画質評価処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。   Note that the program for realizing the function of the processing unit in FIG. 1 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed to evaluate the image quality of the image. Processing may be performed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer system” includes a WWW system having a homepage providing environment (or display environment). The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。   The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行っても良い。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been described with reference to drawings, the said embodiment is only the illustration of this invention, and it is clear that this invention is not limited to the said embodiment. is there. Accordingly, additions, omissions, substitutions, and other changes of the components may be made without departing from the technical idea and scope of the present invention.

動画像を符号化する際に、所定のビットレートとフレームレートの組み合わせに対して、符号化する解像度を変更した場合の画質の主観評価を高速に行うことが不可欠な用途に適用できる。   When a moving image is encoded, it can be applied to a use in which it is essential to perform subjective evaluation of image quality at a high speed when the encoding resolution is changed with respect to a predetermined bit rate and frame rate combination.

1・・・画質評価部、2・・・エンコーダ、3・・・符号化パラメータ制御部、4・・・画質評価値記憶部、5・・・出力部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image quality evaluation part, 2 ... Encoder, 3 ... Coding parameter control part, 4 ... Image quality evaluation value memory | storage part, 5 ... Output part

Claims (5)

ビットレートとフレームレートの組み合わせに対して、符号化する解像度を変更した場合の画質の主観評価を行う画質評価装置であって、
符号化処理を行うエンコーダに対して、前記符号化処理に必要な前記解像度を変化させながら設定する符号化パラメータ設定手段と、
前記ビットレートと、前記フレームレートとを一定にしたまま、前記符号化パラメータ設定手段によって設定された前記解像度と、符号化対象画像とを入力した前記エンコーダによって符号化された符号化データを入力する符号化データ入力手段と、
入力された前記符号化データから複数の動きベクトルを抽出する動きベクトル抽出手段と、
抽出した前記動きベクトルの大きさの標準偏差と、前記動きベクトルの大きさの平均との比を算出し、算出した前記比の値を前記符号化データの画質の評価値として出力する画質評価値出力手段と
を備えることを特徴とする画質評価装置。
An image quality evaluation apparatus that performs subjective evaluation of image quality when changing the encoding resolution for a combination of a bit rate and a frame rate,
Encoding parameter setting means for setting an encoder that performs an encoding process while changing the resolution necessary for the encoding process;
While the bit rate and the frame rate are kept constant, the encoded data encoded by the encoder that has input the resolution set by the encoding parameter setting means and the encoding target image is input. Encoded data input means;
Motion vector extracting means for extracting a plurality of motion vectors from the input encoded data;
An image quality evaluation value for calculating a ratio between the standard deviation of the extracted magnitude of the motion vector and the average of the magnitude of the motion vector, and outputting the calculated value of the ratio as an evaluation value of the quality of the encoded data An image quality evaluation apparatus comprising: output means.
設定した前記解像度と、該解像度を設定した際に前記画質評価値出力手段から出力する前記評価値とを関係付けて記憶する画質評価値記憶手段と、
前記画質評価値記憶手段に記憶されている前記評価値のうち、最も高い評価値に関係付けられた前記解像度を出力する出力手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の画質評価装置。
And set said resolution, and image quality evaluation value storage means for storing in association with said evaluation value output from said image quality evaluation value output means upon setting the resolution,
The image quality evaluation according to claim 1, further comprising: an output unit that outputs the resolution related to the highest evaluation value among the evaluation values stored in the image quality evaluation value storage unit. apparatus.
ビットレートとフレームレートの組み合わせに対して、符号化する解像度を変更した場合の画質の主観評価を行う画質評価装置が行う画質評価方法であって、
符号化処理を行うエンコーダに対して、前記符号化処理に必要な前記解像度を変化させながら設定する符号化パラメータ設定ステップと、
前記ビットレートと、前記フレームレートとを一定にしたまま、前記符号化パラメータ設定ステップによって設定された前記解像度と、符号化対象画像とを入力した前記エンコーダによって符号化された符号化データを入力する符号化データ入力ステップと、
入力された前記符号化データから複数の動きベクトルを抽出する動きベクトル抽出ステップと、
抽出した前記動きベクトルの大きさの標準偏差と、前記動きベクトルの大きさの平均との比を算出し、算出した前記比の値を前記符号化データの画質の評価値として出力する画質評価値出力ステップと
を有することを特徴とする画質評価方法。
An image quality evaluation method performed by an image quality evaluation apparatus that performs subjective evaluation of image quality when the encoding resolution is changed with respect to a combination of a bit rate and a frame rate,
An encoding parameter setting step for setting an encoder that performs an encoding process while changing the resolution necessary for the encoding process;
While the bit rate and the frame rate are kept constant, the encoded data encoded by the encoder that has input the resolution set by the encoding parameter setting step and the encoding target image is input. An encoded data input step;
A motion vector extraction step of extracting a plurality of motion vectors from the input encoded data;
An image quality evaluation value for calculating a ratio between the standard deviation of the extracted magnitude of the motion vector and the average of the magnitude of the motion vector, and outputting the calculated value of the ratio as an evaluation value of the quality of the encoded data An image quality evaluation method comprising: an output step.
設定した前記解像度と、該解像度を設定した際に前記画質評価値出力ステップから出力する前記評価値とを関係付けて記憶装置に記憶する画質評価値記憶ステップと、
前記記憶装置に記憶されている前記評価値のうち、最も高い評価値に関係付けられた前記解像度を出力する出力ステップと
をさらに有することを特徴とする請求項3に記載の画質評価方法。
An image quality evaluation value storage step that associates the set resolution with the evaluation value output from the image quality evaluation value output step when the resolution is set and stores it in a storage device;
The image quality evaluation method according to claim 3, further comprising: an output step of outputting the resolution related to the highest evaluation value among the evaluation values stored in the storage device.
コンピュータを、請求項1または2に記載の画質評価装置として機能させるための画質評価プログラム。 Image quality evaluation program for a computer to function as the image quality evaluation apparatus according to claim 1 or 2.
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