ITU-R BT 1129-2 FRENCH-1998 Subjective Assessment of Standard Definition Digital Television (SDTV) Systems《标清数字电视(SDTV)系统的主观评估》.pdf

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1、Rec. UIT-R BT.1129-2 1RECOMMANDATION UIT-R BT.1129-2VALUATION SUBJECTIVE DES SYSTMES DE TLVISION NUMRIQUE DFINITION NORMALE (TVDN)(Question UIT-R 211/11)(1994-1995-1998)Rec. UIT-R BT.1129-2LAssemble des radiocommunications de lUIT,considranta) quun certain nombre dadministrations et dorganisations d

2、ans le monde valuent actuellement des systmesnumriques et que, dans de nombreuses parties du monde, la radiodiffusion numrique va sans doute devenir le premiermdia du sicle prochain;b) que les valuations subjectives sont essentielles pour la conception et la comparaison des systmesnumriques;c) que l

3、a Recommandation UIT-R BT.500 recommande de prfrer un certain nombre de mthodes dvaluationsubjective qui conviennent en grande partie la tlvision numrique;d) que, par leur nature et grce aux techniques de transmission utilises, les systmes numriques permettentdintroduire dans le canal de radiodiffus

4、ion soit des trains de programmes multiples, soit des schmas de codagechelonnables ou hirarchiques;e) que dans les systmes de tlvision numrique, les contenus des programmes peuvent influer grandement surla qualit dimage,recommande1 daligner les mthodes gnrales dvaluation subjective des systmes dfini

5、tion standard numrique, ycompris ceux qui permettent lutilisation de trains de programmes multiples ou de schmas de codage chelonnables ouhirarchiques, sur celles que dcrit la Recommandation UIT-R BT.500;2 daligner les procdures propres lvaluation subjective des systmes numriques, y compris ceux qui

6、permettent lutilisation de trains de programmes multiples ou de schmas de codage chelonnables ou hirarchiques, surcelles dcrites lAnnexe 1.ANNEXE 11 IntroductionLa prsente annexe, qui est destine tre utilise conjointement avec la Recommandation UIT-R BT.500, fournit desprcisions sur lapplication des

7、 mthodes gnrales que dcrit la Recommandation lvaluation subjective des systmesnumriques de qualit gale ou presque quivalente celle des systmes de tlvision classiques. Les lments deprocdure prsents ici, ainsi que les informations gnrales correspondantes, concernent les essais de codecs (ou desystmes)

8、 servant transmettre des images produites conformment la Recommandation UIT-R BT.601 dans lesapplications de contribution et de distribution ainsi que dmission.Pour les applications de distribution, la qualit peut tre dfinie par rapport au jugement subjectif dobservateurs. Descodecs de ce type peuve

9、nt donc thoriquement tre valus subjectivement en fonction des spcifications de qualit ainsitablies. La qualit dun codec destin des applications de contribution ne pourrait cependant pas en thorie, tredfinie en termes de caractristiques subjectives, car le signal quil produit nest pas destin au visio

10、nnage immdiat,mais la postproduction, lenregistrement et/ou au codage pour transmission ultrieure. Du fait quil est difficile dedfinir cette qualit pour une srie doprations de postproduction diffrentes, le principe choisi a consist dfinir lesperformances dune chane dappareils, y compris pour la fonc

11、tion de postproduction, considre comme reprsentative2 Rec. UIT-R BT.1129-2dune application de contribution relle. Cette chane pourrait normalement tre constitue dun codec, puis dunefonction de postproduction studio (ou dun autre codec dans le cas de lvaluation de la qualit intrinsque de lacontributi

12、on), puis dun autre codec avant prsentation du signal lobservateur. Ladoption de cette stratgie pour laspcification des codecs destins aux applications de contribution a pour consquence que les procdures de mesuredcrites dans la prsente Recommandation peuvent aussi tre utilises pour les valuer.Des t

13、ravaux sont en cours, mais lon ne dispose pas actuellement de rsultats suffisants pour pouvoir prciser lesmthodes dvaluation objective de la qualit dimage des codecs. En matire dvaluations subjectives, pour lesquelleson dispose dune exprience considrable, on peut faire des recommandations sur les co

14、nditions exprimentales et sur lamthodologie. Il ne faut cependant pas oublier, lorsquon fixe des objectifs de qualit ou de dgradation, que lesmthodes existantes peuvent donner non des notes subjectives absolues, mais des rsultats partiellement affects par lesconditions de rfrence ou dancrage choisie

15、s. On peut adopter les mmes mthodologies pour des codecs longueur demot fixe ou variable, inter ou intratrames, mais leur nature pourra influencer le choix des squences dessai.Actuellement, la mthode la plus fiable pour le classement de codecs de haute qualit consiste valuer tous lessystmes en prsen

16、ce simultanment et dans des conditions identiques. Lorsquil nexiste que de trs lgres diffrencesde qualit, les essais raliss indpendamment ne peuvent donner quune indication et non une preuve indiscutable desupriorit.Il pourrait tre utile dvaluer subjectivement les dgradations en fonction du taux der

17、reur binaire sur la liaison entre lecodeur et le dcodeur. On ne possde actuellement quune connaissance exprimentale des statistiques derreurs rellesinsuffisante pour pouvoir recommander des paramtres dun modle rendant compte du groupement des erreurs ou dessalves derreurs. Tant que lon ne disposera

18、pas de donnes suffisantes, la loi de Poisson pourra tre applique auxerreurs.2 Conditions dobservationPour les valuations subjectives, les conditions gnrales dobservation sont celles du 2.1 de la Recommanda-tion UIT-R BT.500. Les conditions dobservation propres aux valuations subjectives des systmes

19、numriques sontindiques dans les paragraphs qui suivent.2.1 En laboratoireLe laboratoire a pour objet de fournir les conditions critiques propices lexamen des systmes. Les conditionsdobservation propres aux valuations subjectives en laboratoire sont indiques dans le Tableau 1 qui suit.TABLEAU 1Condit

20、ions dobservation propres aux valuationssubjectives des systmes numriques en laboratoireCondition lment Valeursa Rapport de la distance dobservation la hauteur delimage4 H et 6 H 1)b Luminance de crte de lcran 70 cd/m2c Angle dobservation sous-tendu par la zone darrire-planqui rpond aux spcification

21、s 43 (hauteur) 57 (largeur)d Visualisation Haute qualit, taille dcran dau moins 50 cm (20pouces)2)1)6 H est la distance prfre pour lvaluation de systmes de tlvision dfinition standard numrique; toutefois, on peutgalement recourir des observateurs situs une distance de 4 H condition que les rsultats

22、soient consigns sparment.2)Il est prouv que la taille dcran peut influer sur les rsultats des valuations subjectives: les exprimentateurs sont donc prisdindiquer explicitement la taille dcran ainsi que la marque et le modle des crans quils utilisent dans leurs expriences.Rec. UIT-R BT.1129-2 32.2 A

23、domicileCet environnement est cens offrir un moyen dvaluer la qualit de la chane TV numrique du point de vue duconsommateur. Les conditions dobservation propres aux valuations subjectives des systmes de tlvision dfinitionstandard domicile sont indiques dans le Tableau 2.TABLEAU 2Conditions dobservat

24、ion propres aux valuationssubjectives des systmes numriques domicile3 Mthodes dvaluation3.1 Evaluation de la qualit intrinsque de limageLorsquon value un codec destin la distribution, cette qualit est celle dimages dcodes aprs un seul passage dansune paire de codecs. Pour ceux affects aux contributi

25、ons, la qualit intrinsque peut tre value la sortie de plusieurscodecs en cascade, pour simuler des conditions dexploitation types.Lorsque la plage de qualit valuer est troite, comme ce sera normalement le cas pour des codecs de tlvision, lamthodologie utiliser est celle de la variante II de la mthod

26、e double stimulus utilisant une chelle de qualit continuedcrite dans la Recommandation UIT-R BT.500 . La squence de source initiale sera utilise comme rfrence. La duredes squences de prsentation est encore ltude. Dans de rcentes expriences sur des codecs destins la vido encomposantes 4:2:2, il a t j

27、ug avantageux de modifier la prsentation par rapport celle qui est dcrite dans laRecommandation UIT-R BT.500. Des images composites ont t utilises comme rfrence supplmentaire pour obtenirun niveau de qualit plus faible permettant dvaluer la qualit du codec.Il est recommand dutiliser dans le cadre de

28、 lvaluation au moins six squences dimages, plus une destine lentranement avant le dbut de lexprience. Les squences doivent tre comprises entre “moyennement critique” et“critique” pour lapplication dbit binaire rduit considre.Dans le cadre dvaluations subjectives, on peut choisir des images fixes et

29、des squences mobiles parmi cellesnumres lAnnexe 1 de la Recommandation UIT-R BT.1210. On notera, ce propos, que les images et les squencesenregistres sous forme numrique sont les signaux source les plus facilement reproductibles et quil convient donc deles prfrer pour les valuations. Les laboratoire

30、s peuvent schanger des lments dessai comme ceux que dcritla Recommandation UIT-R BT.1210 afin de donner plus de valeur aux comparaisons entre systmes. Le format debande D-1 4:2:2 dcrit dans la Recommandation UIT-R BT.657 devrait servir de tels changes lorsque lesmagntoscopes de ce type seront dispon

31、ibles sur le march, des prix conomiques. Les changes sont aussi possiblesen format de bande dordinateur.Dun bout lautre de la prsente annexe, on insiste sur limportance quil y a de tester des codecs numriques au moyende squences dimages critiques pour la rduction de dbit binaire en tlvision. On peut

32、 donc raisonnablement sedemander quel est le niveau critique dune squence donne pour une application dtermine de la rduction du dbitCondition lment Valeursa Rapport de la distance dobservation la hauteur delimage6 Hb Taille de lcran pour un format 4/3 De 25 29 pouces1)c Taille de lcran pour un forma

33、t 16/9 De 32 36 pouces1)d Moniteur standard TV dfinition standarde Luminance de crte de lcran 200 cd/m2f Eclairement de lenvironnement sur lcran (la lumireincidente de lenvironnement qui arrive sur lcran doittre mesure perpendiculairement sur lcran)200 Lux1)Cet cran satisfait aux rgles de la distanc

34、e prfre dobservation; celle-ci est gale 6 H.4 Rec. UIT-R BT.1129-2binaire ou si une squence est plus critique quune autre. Une rponse simple, mais pas particulirement utile, est de direque la notion de niveau critique revt une signification trs diffrente selon les codecs. Cest ainsi quune image fixe

35、 trsdtaille pourrait bien tre critique pour un codec intratrame, tandis que pour un systme intertrames capable dexploiterles similitudes entre images, la mme scne ne poserait aucun problme. Certains types de squences o figurent destextures mouvantes et des mouvements complexes seront critiques pour

36、toutes les catgories de codecs et ce sont donceux quil est le plus utile de produire ou de reconnatre. Les mouvements complexes peuvent tre dune forme prvisiblepar lobservateur, mais non par les algorithmes de codage; cest le cas des dplacements tortueux priodiques.Un examen de mesures statistiques

37、possibles du niveau critique de limage (obtenues par exemple au moyen de mthodescorrlatives, spectrales, entropiques conditionnelles, etc.) a permis de dcouvrir une mesure simple, mais utile base surune mesure de lentropie adaptative intertrames-intratrame. Cette mthode a t utilise pour “calibrer” l

38、es squencesdimages que lUIT-R propose demployer dans les essais de codecs 34, 45 et 140 Mbit/s et sest rvle utile dans lechoix de celles adopter. La manire la plus facile de raliser ces mesures sur les squences est de transfrer celles-ci des ordinateurs de traitement de limage, puis de les soumettre

39、 un logiciel danalyse.Lorsquil nest pas possible de recourir ces techniques, on pourra utiliser les indications gnrales qui suivent sur lamanire de choisir des images critiques.a) Codecs intratrame mots de longueur fixeSil est possible et justifi dvaluer ces codecs sur des images fixes, il est recom

40、mand demployer des squencesmobiles car le rsultat du bruit de codage est plus facile observer et cette solution est plus reprsentative de latlvision relle. Si lon emploie des images fixes dans la simulation de codecs sur ordinateur, le traitement doit treeffectu sur la totalit de la squence dvaluati

41、on afin de conserver laspect temporel de tout bruit la source, parexemple. Les scnes choisies doivent contenir le plus possible des dtails suivants: rgions textures fixeset mobiles (certaines colores), objets mobiles et immobiles avec des artes aigus fortement contrastes (quelques-unes en couleur) d

42、ans diverses orientations, zones uniformes fixes dun gris moyen. Au moins une des squences delensemble doit prsenter un bruit de source peine perceptible et une, au minimum, doit tre artificielle, cest-direproduite par ordinateur pour saffranchir des imperfections des camras, comme celles dues louve

43、rture danalyseet au tranage.b) Codecs intertrames mots de longueur fixeLes scnes choisies doivent toutes comporter des mouvements et le plus possible des dtails suivants: rgionstextures mobiles (certaines en couleur), objets comportant des artes et fortement contrasts (certains colors) sedplaant dan

44、s diverses orientations, perpendiculaires aux artes. Une squence au moins dans lensemble doitcomporter un bruit la source peine perceptible et une autre (au minimum) doit tre artificielle.c) Codecs intratrame mots de longueur variableIl est recommand dessayer ces codecs avec des squences dimages mob

45、iles pour les mmes raisons que dans lecas des codecs longueur de mot fixe. Il est noter que, par leur codage longueur de mot variable et leur mmoiretampon, ces codecs peuvent rpartir dans toute limage la capacit binaire disponible pour le codage. Cest ainsi quesi la moiti dune image est constitue du

46、n ciel monotone, que lon peut coder avec une faible capacit, on enconomise pour le reste de limage qui peut alors tre reproduite avec une grande qualit, mme si elle est critique.La conclusion importante tirer est que, si une squence dimages doit tre critique pour un codec de ce type, toutesles parti

47、es de lcran doivent comporter des dtails avec des textures fixes et en mouvement et autant de couleursquil est possible; il doit aussi y figurer des objets contours fins et trs contrasts. Au moins une squence delensemble doit prsenter un bruit la source peine perceptible et une (au minimum) doit tre artificielle.d) Codecs intertrames mots de longueur variableIl sagit l de la catgorie de codecs la plus labore et du genre qui exige les im