JPH1188915A - ビデオ品質劣化測定方法及び装置 - Google Patents
ビデオ品質劣化測定方法及び装置Info
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- JPH1188915A JPH1188915A JP10197478A JP19747898A JPH1188915A JP H1188915 A JPH1188915 A JP H1188915A JP 10197478 A JP10197478 A JP 10197478A JP 19747898 A JP19747898 A JP 19747898A JP H1188915 A JPH1188915 A JP H1188915A
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Abstract
利点を兼ね備えて、ビデオ品質の劣化を測定する。 【解決手段】 テスト画像シーケンスの各画像用の注意
マップを発生する。被試験システムがテスト画像シーケ
ンスを処理した後に、この処理されたテスト画像シーケ
ンスに対応するビデオ画像シーケンスを捕獲する(ステ
ップ66)。この捕獲したビデオ画像シーケンスを、処
理前のテスト画像シーケンスと比較し、この比較結果を
対応する注意マップに応じて重み付け(ステップ70)
して、測定表示を行う(ステップ74)。
Description
像信号試験及び測定に関し、特に、ビデオ品質劣化にお
ける客観的測定において注意マップを用いてビデオ品質
の劣化を測定する方法及び装置に関する。
の測定が、主観的及び客観的な方法の両方で行われてき
た。主観的な測定においては、人間の主観により、オリ
ジナル(元の)ビデオ画像信号及び損傷(劣化)したビ
デオ画像信号の間の劣化を比較し、評価する。客観的品
質測定では、損傷したビデオ画像信号をそのオリジナル
・ビデオ画像信号と比較する。この比較を行うには、ビ
デオ画像信号をビット・マップ形式に変換し、相互振幅
利得、オフセット及び空間シフトを調整し、調整した信
号をある形式でろ波(フィルタ処理)し、ろ波しないも
のをろ波したものから減算し、更にろ波し、その結果を
複数のエラー・マップ又はこれらマップから得た統計表
のいずれかで測定結果を表している。
現性及び一貫性に欠けるところがある。一方、客観的方
法は、機械的であり、観察者(人間)が注意(関心)を
払う領域(「注意要因」)と、これら観察者がさほど注
意を払わない領域との間を区別することができない。
いて注意を払う領域があるという観点を加味することに
より、主観的測定方法及び客観的測定方法の両方の利点
を兼ね備えた測定方法が望まれている。
ビデオ品質の劣化を客観的に測定する際に、注意(アテ
ンション)マップを設けて測定する方法及び装置を提供
するものである。注意マップには、テスト画像シーケン
スの各フレームの各部分に観察者の主観的な影響の度合
いに応じた重み付け値が与えられている。被試験システ
ムを介してテスト画像シーケンスを伝送して、劣化した
テスト画像シーケンスを得る。選択したアルゴリズムに
応じて、この劣化したテスト画像シーケンスを、劣化前
のテスト画像シーケンスと比較し、この比較結果を、対
応する注意マップにより重み付けする。この重み付けし
た測定出力により、適切な測定表示を行う。
徴は、添付図を参照した以下の説明から明らかになろ
う。
画像シーケンス(テスト・シーケンス)から得たビデオ
・データ(ビデオ画像シーケンス)の1フレームを示
す。この図2Aにおいて、ボールの競技者10は、観客
12の背景に対する前景となる。このシーンを観察する
観察者は、通常、ボール競技者10に注意を払うが、背
景の観客12には注意を払わないであろう。さらに、通
常、観察者は、ボール14及び競技者10の頭16に、
この競技者の別の部分よりも一層注意を払うであろう。
よって、図2Bに示すような注意マップを準備する。な
お、注意マップは、ビデオ画像シーケンスに対応する各
フレームの重み付けを示す。この注意マップは、頭16
A及びボール14Aに集中しており、即ち、これら部分
の重み付けが最も高くなっている。また、そのすぐ周り
の領域18が、その次の重み付けとなり、更に、競技者
10A全体の領域がその次の重み付けとなる。すなわ
ち、これら領域14A及び16Aと、18と、10Aと
が、重要度の順番になっている。ビデオ画像シーケンス
の各画像と、これに対応して順次できる注意マップとの
同様な関係を図3のA(オリジナル・シーケンス)及び
B(注意マップ・シーケンス)に示す。また、図3のC
は、図3Aのオリジナル・シーケンス(即ち、テスト・
シーケンス)を被試験システムで処理して得た対応する
損傷シーケンスを示す。ここでは、観察者にとって主観
的に気になる競技者10Bの画像が劣化(損傷)してい
る、即ち、競技者に影が伴っているか、不鮮明になって
いる。
ている。しばしば、ビデオ・データ圧縮又は伸張を伴う
処理経路を介して、既知のテスト・シーケンスを伝送す
る。図3Aのテスト・シーケンスは、自然なビデオ画像
シーケンスでも、人工的なビデオ画像シーケンスでもよ
い。テスト・シーケンスが信号路を通過すると、このテ
スト・シーケンスは、図3Cに示すように損傷を受け
る。この損傷を受けたシーケンスを、図1に示す測定装
置で捕獲する(取込む)。この測定装置は、本発明に応
じて、捕獲した損傷シーケンスをオリジナル・テスト・
シーケンスと比較して、客観的な測定を実行する。
一例を示すものであり、パーソナル・コンピュータ(P
C:比較/表示手段)20又は他のコンピュータ・プラ
ットホームにより実施される。このPC20は、関連し
たランダム・アクセス・メモリ(RAM)24を備えた
コンピュータ処理ユニット(CPU)22と、種々の入
力/出力インタフェースとを含んでいる。これらインタ
フェースは、ディスク・ドライブ25、フロッピー・ド
ライブ26、CD−ROMドライブ27、及びインタフ
ェース28などとのインタフェースを行う。インタフェ
ース28は、マウス、キーボード及び/又はタッチ・ス
クリーンなどの外部装置とのインタフェースを行う。P
C20は、PCIなどのPCインタフェース・バス29
を介して他のPCカード(ボード)との通信を行う。か
かるPCカードには、捕獲カード30、テスト・シーケ
ンス発生器カード40、エンコーダ・カード50及び/
又はデコーダ・カード(図示せず)がある。捕獲カード
(捕獲手段)30は、PCIインタフェースでバス29
に接続され、被試験システムからのシリアル・デジタル
(SD)ビデオ信号を捕獲して、SD用RAMに蓄積す
る。テスト・シーケンス発生器カード40は、PCIイ
ンタフェースでバス29に接続され、SD用RAMに蓄
積されたシリアル・デジタル・ビデオ信号を被試験シス
テムに供給する。エンコーダ50は、例えば、被試験シ
ステムがNTSC又はPAL信号用の場合に用いるもの
であり、テスト・シーケンス発生器カード40からのシ
リアル・デジタル信号を逆シリアル化回路DSによりパ
ラレル・デジタル信号に変換し、エンコーダ回路ENC
によりNTSC又はPAL信号にエンコードする。な
お、ゲンロック回路GENLが外部からのタイミング信
号を受けて、エンコード回路ENCを外部のタイミング
信号に同期させる。
図を図4に示す。なお、これら測定の各ステップは、デ
ィスクなどに蓄積されたソフトウェアに応じてPC20
が制御する。まず、所望の測定に応じて、ステップ62
において、測定装置をパワーアップし(電源を入れ)、
適切にセットアップする(設定を行う)。ステップ64
において、入力ビデオ(被試験システムからのテスト画
像シーケンス)からのライブを表示する。ステップ66
において、入力ビデオから、所望の単一フレーム又は複
数のフレームである入力ビデオの一部を捕獲する。ステ
ップ68にて、捕獲したフレームを前処理し、ステップ
70にて、注意マップによる重み付けを考慮して、対応
する基準フレームとの対比で測定を行う。なお、重み付
けマップは、ディスク25(蓄積手段)などに蓄積され
る。ステップ72は、手動調整であり、前処理ステップ
68への手動による帰還を行って、意味のある測定値が
得られるようにする。ステップ74にて、測定結果を表
示するか、又は、別な方法で利用できるようにする。1
フレームよりも多いフレームの場合、次のフレームに対
する測定をステップ70で行うか、前処理ステップ68
に戻るか、次のフレームを捕獲するために捕獲ステップ
66に戻る。
れ図である。ステップ76にて、入力ビデオをテストし
て、この入力ビデオがコンポジット(複合)ビデオ信号
であるか、シリアル・デジタル(601形式)ビデオ信
号であるかを判断する。入力ビデオがコンポジット信号
の場合、ステップ78でデコーダのパラメータを設定し
て、このコンポジット信号をシリアル・デジタル信号に
変換する。ステップ80にて、捕獲カード30のシリア
ル・デジタル入力/出力(I/O)回路を設定して、入
力ビデオ内からテスト・シーケンス・トリガを探せるよ
うにする。ステップ81にて、テスト・シーケンス・ト
リガを検出すると、ステップ82にて、そのシーケンス
をチェックして、ステップ62にて設定した測定装置の
現在のテストに用いる関心のあるテスト・シーケンスで
あるかを判断する。適切なテスト・シーケンスであれ
ば、ステップ83にて、捕獲カード30のRAMに1フ
レーム以上を捕獲する。ステップ84にて、操作者の入
力をチェックして、捕獲されたビデオ信号をディスクに
セーブ(蓄積)すべきかを確認する。ディスクにセーブ
すべきならば、ステップ86にてビデオ信号を蓄積す
る。このようにして、捕獲ステップ66が完了する。
流れ図である。ステップ88にて、利得(G)、ルミナ
ンス(L)、飽和度(S)、クロミナンス(C)などの
種々の測定を行う。ステップ90にて、これら測定結果
を特定の限界値と比較する。ステップ62での設定にお
いて、ステップ92が選択されていれば、ステップ92
にて、測定値が限界値の外にあるかを試験する。なお、
ステップ92が選択されていない場合は、ステップ90
からステップ98に直接進む。ステップ92において、
限界値の外であることが検出されると、ステップ94に
て操作者に警告を行い、ステップ96にて、操作者は測
定を中断するか否かを指示する。ステップ96にて中断
がない場合、又は、ステップ92にて限界値内である場
合、必要に応じて、ステップ98にて、測定値を補正
し、限界に適合させる。
である。ステップ100にて、メモリ又はディスクか
ら、捕獲ビデオ信号を回収する。次に、ステップ102
にて、メモリをチェックして、基準ビデオ信号が有効か
(利用できるか)を確認する。基準ビデオ信号が有効で
なければ、ステップ104にて、操作者に警告を発生
し、測定シーケンスを停止する。そうでなければ、ステ
ップ62で設定した測定の形式を、ステップ106にて
判断する。例えば、測定装置が実行できる測定には2つ
の形式があり、その1つが、単に目立つ差を基にしたJ
ND(just noticeable differene)測定であり、他方
が、パワーの信号対ノイズ比(power signalto noise r
atio)を基にしたPSNR測定である。PSNR測定で
は、そのアルゴリズムがステップ108で開始し、反復
的にステップ110を継続する。PSNRアルゴリズム
の各ループの後で、ステップ112にてテストを行い、
このアルゴリズムが終了したかを判断する。アルゴリズ
ムが終了していなければ、中断ステップ114にて、次
のループを持続する前にこのアルゴリズムを中断すべき
かを確認する。
にて、JNDアルゴリズムの低速バージョンと高速バー
ジョンのいずれが望ましいかをテストする。選択したア
ルゴリズムのバージョンに関係なく、このアルゴリズム
は、PSNRアルゴリズム処理と同様な方法で、ステッ
プ118又は120で開始し、ステップ122又は12
4にて反復的に継続され、ステップ126又は128に
て終了かをチェックされ、ステップ130又は132に
て中断状態かをチェックされる。
細に示すように、ステップ74を実行する。ステップ1
34にて、測定結果をアクセス(メモリ又はディスクか
ら読み出し)する。設定ステップ62で設定した測定形
式及び所望出力表示に応じて、ステップ136にて、番
号、グラフ及び/又はマップとして測定結果を表示す
る。ステップ138でプリントが付勢(イネーブル)さ
れていれば、ステップ140にて、ハード・コピー形式
又はポストスクリプト・ファイルのいずれかで表示結果
をプリントする。ステップ142にて、表示ステップが
終了すると、この測定が完了する。そうでなければ、別
の測定結果を表示用に回収する。
て、高度に注意を要する領域14A、16A内を埋める
ピクセルは、エラー(基準との差)に対する測定しきい
値が低くなる(即ち、重み付けが重くなる)。周辺部1
8内のピクセルは、エラーに対する測定しきい値が、領
域14A、16Aの場合よりもわずかに高い(即ち、重
み付けがわずかに軽くなる)。一般的な人影領域10A
内のピクセルは、エラーに対する測定しきい値が更に高
くなる(即ち、重み付けが更に軽くなる)。背景12内
のピクセルのエラーに対する測定しきい値は、更に一層
高くなる(即ち、重み付けが更に一層低くなる)。これ
らしきい値は、注意マップで決まり、アルゴリズムの中
に組み込まれており、観察者がより一層注意を向ける画
像内の領域に、より大きな重み付けを与える。したがっ
て、注意マップにおける各重み付け領域の選択により、
主観的な測定を行える一方、客観的な測定は、測定結果
に重み付けを適用して、最終的な客観的測定の表示を行
う。
観的な測定において、注意マップを用い、観察者が主観
的に重要とするビデオ信号の部分を強調して測定を行
う。したがって、本発明は、観察者が注意を払う領域と
さほど注意を払わない領域とを区別できるという主観的
測定方法の利点と、機械的に測定を行えるという客観的
測定方法の利点との両方を兼ね備えて、ビデオ品質の劣
化を測定できる。
劣化を客観的に測定するビデオ品質劣化測定装置のブロ
ック図である。
デオ・データのフレームと、関連した注意マップとを示
す図である。
デオ・フレームのシーケンスと、関連した注意マップ
と、対応する損傷したビデオ・シーケンスとを示す図で
ある。
れ図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 テスト画像シーケンスの各画像用の注意
マップを発生し、 被試験システムが上記テスト画像シーケンスを処理した
後に、この処理されたテスト画像シーケンスに対応する
ビデオ画像シーケンスを捕獲し、 この捕獲したビデオ画像シーケンスを上記テスト画像シ
ーケンスと比較し、この比較結果を上記対応する注意マ
ップに応じて重み付けして、測定表示を行うことを特徴
とするビデオ品質劣化測定方法。 - 【請求項2】 テスト画像シーケンスの各画像用の注意
マップを蓄積する手段と、 被試験システムが上記テスト後画像シーケンスを処理し
た後に、この処理されたテスト画像シーケンスに対応す
るビデオ画像シーケンスを捕獲する手段と、 この捕獲したビデオ画像シーケンスを上記テスト画像シ
ーケンスと比較し、この比較結果を上記対応する注意マ
ップに応じて重み付けして、測定表示を行う手段とを具
えたビデオ品質劣化測定装置。
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