3307665784

25/06/08

Raport z realizacji zadania badawczego: A.5

Tytuł raportu: Analiza i ocena metod subiektywnych i obiektywnych badania jako-

PBZ

ści sygnałów audio i wideo

3 Obiektywne metody oceny jakości sygnału wideo

Jak wspomniano w punkcie „Stan normalizacji”, dla oceny jakości sekwencji wideo opracowano szereg metod subiektywnych. Metodyka jest tu zbliżona do stosowanej w odniesieniu do sygnałów audio (określanie MOS w skali 1-5, czasem 1-10 lub 1-100). Normy określają tylko warunki przeprowadzenia formalnych badań jakości z udziałem grupy odbiorców przekazu. Z tego względu w niniejszym rozdziale omówione zostaną metody obiektywne badania jakości.

3.1 Rodzaje zniekształceń i zakłóceń obrazu ruchomego

W wyniku kompresji i rekonstrukcji, a także wskutek utraty transmitowanych pakietów, obraz ruchomy ulega zniekształceniu i nakładają się na niego zakłócenia. Te niekorzystne zjawiska zależą od rodzaju kodeka, przepływności binarnej (stopnia kompresji), samego obrazu, stopy utraconych pakietów. Najczęściej występują następujące zniekształcenia i zakłócenia:

•S efekty blokowe, wynikające z zastosowania kompresji w blokach, np. 8x8 pikseli - obserwator zauważa granice bloków

S „przytrzymanie” obrazu, wskutek podstawienia ostatniej poprawnie zdekodowanej ramki za szereg niepoprawnie zdekodowanych ramek (występuje przy dużych zakłóceniach w kanale transmisyjnym)

S chwilowy zanik obrazu lub jego części, często połączony z pojawieniem się na ekranie kolorowej tekstury - występuje przy b. dużych zakłóceniach

S nieciągłość ruchu, związana z nazbyt wielką kompresją obrazu

S zniekształcenia konturów (nieostrość, załamania, poruszanie się, a także wystąpienie „fałszywych konturów”) - wynik kompresji

S błędy w odtworzeniu kolorów (zmiana odcieni, nasycenie)

S błędy kwantyzacji (szum typu „sól i pieprz” lub „śnieżenie”)

Wymienione czynniki charakteryzują się różną dokuczliwością dla odbiorcy. Ich wpływ na percepcję obrazu można stwierdzić przeprowadzając subiektywne badania jakości. Ich metodyka nie odbiega od odpowiednich badań dla mowy: stosuje się skalę MOS (najczęściej od 1 do 5, choć proponuje się również skale 1-10 i 0-100). Odpowiednie normy określają warunki przeprowadzania testów (była o tym mowa w podrozdziale „Stan normalizacji”). Metody subiektywne służą do kalibracji algorytmów obiektywnych, obliczających MOS na podstawie porównania odebranej i nadanej sekwencji wideo (metody intruzyjne), na podstawie badania jakości połączenia (metody parametryczne) i na podstawie badania odebranej sekwencji (met. nieintruzyjne). Należy podkreślić, że stopień zaawansowania badań nad metodami obiektywnej oceny jakości sygnału wideo jest mniejszy od stopnia zaawansowania badań nad sygnałem audio.

3.2 Modele percepcji obrazu

W normach ANSI proponuje się szereg wskaźników jakości sygnału wideo. Do badań używa się starannie wybranych sekwencji obrazów, naturalnych lub wygenerowanych sztucznie [AN-