TWI330978B - - Google Patents

Description

1330978 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種傳輸影像之品質評量系統，特別為一種利用有效的 視訊特徵參數，事先建立以特定的特徵參數所設計產生出的測試影片，進 行主觀量測，以得到品質評量表’使其於進行傳輸影像之品質評量工作時， s玄糸統將萃取待測影片的有效視特徵參數，由事先建立好的主觀評量表 對照出該待測影片的品質評估值之傳輪影像之品質評量系統。

【先前技術】 —般對於影像品質的量測分為主觀與客觀兩種方法，主觀的量測方法 需要找一群公正的人士來觀看畫面影像，再以自己的觀點去打分數分等 級，但是，這種分法並不實際，因為，主觀量測方法無法對於不同的影像 内容’或是終端設備再次的找一群人來做測試。 另外一種就是客觀的量測方法，是以分析萃取影像的特徵特性，在以 一模型來對應到品質的等級，就像是使用多年對於聲音採以M〇S(Mean

Opinion Score)的評量方法。在2003年，ITU-T訂定了 J.143 [1]標準，對於 在數位有線電視應用上影像品質客觀置測的使用者需求(User Requirements # f〇r Object Perceptual Video Quality Measurements in Digital Cable Television) 提出了建議’規範了三種量測的方法：使用完成影像做為參考(Using the Full Video Reference)，使用精簡的資訊做為參考（Using Reduced Reference Information) ’ 及不使用參考訊息(Using No Reference Signal)。ITU-T 更於 2004年以J.143為基礎制訂了 J.144 [2]標準，對於在數位有線電視應用上 的影像品質客觀的量測方法（Objective : Perceptual Video Quality Measurement Techniques for Digital Cable Television in the Presence of a Full Reference)提出了建議，其.採用了四個單位所提出的四種方法：British Telecom, Yonsei University/SK Telecom/Radio Research Laboratory,

Telecommunications Research and Development Center (CPqD)，及美國的 5

National Telecommunications and Information Administration (NTIA) > 客觀的量測方法似乎只對於單張影像的品質進行量測，晝面大小㈣…㈣ 且面速率(Frame.Rate)的變_素並沒有考慮到，如此，對於此傳輸影像 應用的特性上，是無法完全適用的。 由此可見，上述習用方式仍有諸多缺失，實非一良善之設計，而亟轉加 以改良。 - 本案發狀^於上述制方式所彳杜的各項缺點，乃亟思加以改良創 新並心夕年言心孤δ旨潛心研究後，終於成功研發完成本件一種傳輸影像 之品質評量系統。 【發明内容】 本!X明之目的在於提供-種傳輸影像之品質評量系統係擴充ιτυ τ J.⑷而求才示準中的使用完全影像參考(Using the Full vide〇 Ref_ce)模 型’提iH -個客觀的評量方法，萃取待測影4的有效視訊特徵參數，以量 化的方式將傳輸的影像品質做分等，設計—套適用於傳輸影像應用的品質 評量系統。 達成上述發明目的之-種傳輸影像之品質評量系統，係將量測方法分 成特徵的萃取(Futures Extracting)與主觀的品質評量表(Subj ective Score

Metric)兩部份。 在特徵萃取的工作上，係將原來輸入的參考影片有其固定的Frame hte (FRref)、Frame Size (FSref)及影像晝面的像素值pixe)Ux，y)，傳送端的 編碼器為了依照網路品質的狀況進行速率控制(Rate c〇ntr〇1)的調整，將影像 視訊的Frame Rate及Frame Size進行調整，並進行編碼及傳送，接收端收 到影像視訊資料流並進行解碼，解碼後所得到的影像視訊即為Frame Rate (FRcoded)，Frame Size (FSc〇ded)及影像畫面的像素值 pixeic〇ded(x，y);量測系 統(Measurement System)必需先對原先的輸入參考影片與解碼後的輸出影片 進行對準(Alignment)的工作，以補償畫面大小的改變、畫面的偏移及旋轉， 1330978

Frame rate 的比“算1PPe v最後，將收到的4面與原參考畫面進行像素值PSNR 的比對计异膽^2552㈣U以-飯。 及量表的建立工作上，係事先依不同的Frame size、Frame她 ^ H、對應的測試影像視訊則，並由多位人員觀看進行評比，. 評比的結果分為五轉級，並以⑽雜大小為儀影像品質評量表。 【實施方式】 本發明係為擴充ITU-T J.143需求標準中的使用完全影像袁考(using theM VldeoRefe職e)模型，提出一個客觀的評量方法，萃取待測影片的 有效視訊特徵參數，以量化的方式將傳輸的影像品質做分等，設計一套適 用於傳輸影像應用的品質評量系統。 請參閱圖-所示’係為本發明傳輸影像之品質量測系統之方塊圖，主 要包括： ，-參考影片1，該參考影片丨係為一待測影片；該參考影片丨係由影像 傳送設備2的AV輸入端子輸入，同時亦可在實際的網路上進行傳輸的測 試，或是利用網路模擬器3，根據不同的頻寬(Bandwidth)、封包遺失的心 Loss)及延遲變動(Jitter)的設定值，設計出幾種不同的網路場景； -影像傳送設備2，該影像傳送設備2係接收該參考影像！，並將該參 考影像1壓縮編碼後，傳送至網路模擬器3中； -網路模㈣3，該網路模擬器3係調整網路品質參數，以模擬網路傳 輸狀況，並將壓縮後的影像視訊資料流(Video Stream)傳送到影像接收設備 4 ； 一影像接收設備4，该影像接收設備4係接收來自網路模擬器3之影像 視訊資料’並將該影像視訊資料解碼後，利用AV輸出端子將影片輸出儲存 為輸出影片5 ; 一量測系統6，該量測系統ό係先對參考影像視訊與解碼後的影像^^訊 7 1330978 =丁扠正，同時計算出畫面大小(Framesize)、畫面速率(F·她)及高峰 信號雜音比(PSNR)值，並與評量表對照出影像品質的評估值。 另外，影像傳送設備2及影像接收設備4可為傳送與接收不同影像大小 的設備，如電腦、影像電話等； =外’為了要完成影像視訊特徵萃取，在原參考影像視訊的晝面上加 二的參考註記’請參閱圖二所示，其中的畫面序號7可作為F職減的 汁具用’畫面角落8(FrameC〇mer)可作為？_.的計算用。 請參閱圖三所示，係為—64x4pixels的方塊9,其中以216記錄6⑽ 以30frame/sec，則大約可以記錄％分鐘的影片畫面而—個刖 以二P她做記錄，其切pixel值為“85，，代表‘〇,，“清，代表‘！，。 Ρ—Γ。閱圊四所不，係為—12X12祕的方塊川，其中的數值為給定的 製Γ測試影像視訊影片可以選擇Frame Size=( CIF，啊， 數請參關’其懈像—的分 比較物彡倒統，料蝴技術相互 靖卿㈣下，提 到對結果，將視訊的特徵參數轉換 客觀量測方法需要複雜而且i能不是外除了可避免 主觀量測方法的困難性。 干〜戮干齡足推導外，也可避免 ^330978 、/&上所述’本案不但在技術思想上確屬創新，並能較習用物品增進上 ，夕項功Hx充分符合新馳及進錄之歧發明專件，袭依法 提出申請，懇請.貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。 【圖式簡單說明】 圖一為本發明傳輸影像之品質評量系統之品質量測的實現系統方塊 圖； .圖二為本發明傳輸影像之品質評量系統之用於參考影片的參考註記； 圖三為本發明傳輸影像之品質評量系統之畫面序號(Fmme Nrnnbei·)註. 記設計； 圖四為本發明傳輸影像之品質評量系統之畫面角落(Frame Comer)註記 設計； 圖五為本發明傳輸影像之品質評量系統以CIF影像大小為例的影像品 質評量表解說例；以及 圖六為本發明傳輸影像之品質評量系統之影像品質評量等級解說例。 【主要部分代表符號】 1參考影片 2 影像傳送設備 3 網路模擬器 4 影像接收設備 5 輸出影片 6量測系統 7 畫面序號（Frame Number)註記 8 畫面角落（Frame Corner)註記 9 方塊 10 方塊

Claims (1)

1330978 十、申請專利範圍： 1.:種傳輸影像之品質評量系統，利用萃取待測影片的有效視訊特徵參 ’再與事先建立好社觀品將量表娜出該御⑸彡片的品 值’係包括： ' 一參考影片，其為待測影片； t/像傳送-X備’其係將參考影像壓縮編碼後’傳送至網路模擬器； 網路換㈣’其係接收f彡像傳送設備之視訊影像㈣，並將該資料傳 送至影像接收設備；

衫像接收設備，其係接收來自網路模擬器之視訊影像資料，並將該視 ，像資料進行解竭與儲存為輸出影片；以及 .’ 一里測系統’該量測系統·係計算對輸出影像之晝面大小(Framesize)、畫 面速率(FrameRate)及高峰信號雜音比(PSNR)值，並與評量表對照出影 像品質的評估值。 2·如申凊專利範圍第！項所述之一種傳輸影像之品質評量系统，其中該參 考影片的視訊畫面上加入晝面序號(Frame Number)及畫面角落(Frame Corner)參考註記。 3·如申請專利範圍第2項所述之一種傳輸影像之品質評量系統，其中該參 考s主記是以特定的晝面像素Pixe 1值設計其註記。 4，如申請專利範圍第1項所述之一種傳輸影像之品質評量系統，其中該影 像傳送設備與影像接收設備，可為傳送與接收不同影像大小的設備， 如電腦、影像電話等。 5·如申請專利範圍第1項所述之一種傳輸影像之品質評量系統，其中該網 路模擬器疋根據不同的頻寬(Bandwidth)、封包遺失(Packet Loss)及延 遲變動(Jitter)的設定值設計出幾種不同的網路場景’以進行速率控制的 調整。 >•如申請專利範圍第1項所述之一種傳輸影像之品質評量系統，其中該量 測系統之特徵參數包括有晝面大小(Frame S ize)、畫面速度(Frame Rate) 10 Γ33097Η 及 PSNR(Peak Signal to Noise Ratio)。 7. 如申請專利範圍第6項所述之一種傳輸影像之品質評量系統，其中該晝 面大小(Frame Size)是由畫面角落(Frame Corner)註記計算而得。 8. 如申請專利範圍第6項所述之一種傳輸影像之品質評量系統，其中該畫 面速率(Frame Rate)是由畫面序號(Frame Number)註記計算而得。 9. 如申請專利範圍第6項所述之一種傳輸影像之品質評量系統，其中該高 峰信號雜音比(PSNR)是由參考影片的影像畫面像素值Pixelref(x，y)及 經傳輸後之影像晝面像素值Pixelcoded(x，y)計算而得。