ITU-R BT 1789 FRENCH-2007 A method to reconstruct received video using transmission error information for packet video transmission《分组视频传输中 对接收视频使用传输误差信息修复的方法》.pdf

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1、 Rec. UIT-R BT.1789 1 RECOMMANDATION UIT-R BT.1789 Mthode de reconstitution de la squence vido reue laide des informations derreur de transmission vido par paquets (Questions UIT-R 44/6 et UIT-R 109/6) (2007) Domaine dapplication La prsente Recommandation spcifie une mthode permettant un fournisseur

2、 de services de reconstituer la squence vido reue afin de surveiller la qualit vido au niveau dun rcepteur au moyen des informations derreur de transmission vido par paquets. Elle sapplique aux services vido offrant des communications numriques bidirectionnelles. LAssemble des radiocommunications de

3、 lUIT, considrant a) que lvaluation traditionnelle de la qualit vido a t ralise de manire subjective par un certain nombre dvaluateurs; b) que, mme si elle est considre comme tant la mthode la plus prcise, lvaluation subjective prsente de nombreux inconvnients en termes de temps et de cot; c) quil e

4、st souhaitable que le fournisseur de services surveille la qualit vido au niveau du rcepteur; d) que certaines mthodes objectives de la mesure de la qualit vido ncessitent une largeur de bande additionnelle pour la transmission des paramtres; e) que la largeur de bande est une ressource prcieuse et

5、coteuse dans de nombreux services multimdias; f) que les trajets de communication de la plupart des applications multimdias seront entirement numriques; g) que les erreurs de transmission et leurs effets sur la squence vido reue sont facilement identifies lorsque les donnes vido sont transmises par

6、paquets; h) quun certain type de rcepteur est capable de dtecter la prsence derreurs de transmission; j) que le rcepteur est capable denvoyer ces informations derreur de transmission la tte de rseau1dans certaines applications multimdias avec canal de retour, notant a) quil est possible pour la tte

7、de rseau, dans le cas dune transmission vido par paquets, de surveiller efficacement la qualit de la squence vido reue au moyen de la squence vido reconstitue et dautres informations disponibles, y compris la squence source, 1La tte de rseau comprend un metteur, une unit pour lestimation de la squen

8、ce vido reue et une unit pour lestimation de la qualit vido, conformment la Recommandation UIT-R BT.1683. Elle peut galement comporter un codeur. 2 Rec. UIT-R BT.1789 recommande 1 pour la tte de rseau, dutiliser la mthode dcrite dans lAnnexe afin de reconstituer la squence vido reue au niveau dun rc

9、epteur quelconque, dans le but de surveiller la qualit vido au niveau de ce rcepteur. Annexe 1 1 Introduction Les modles de mesure objective de la qualit vido sont classs en trois catgories: les modles utilisant une rfrence complte (FR, full-reference), les modles utilisant une rfrence rduite (RR, r

10、educed-reference) et les modles nutilisant pas de rfrence. En rgle gnrale, la prcision des modles nutilisant pas de rfrence est infrieure celle des modles FR et RR. La Fig. 1 reprsente le schma fonctionnel des modles utilisant une rfrence complte et la Fig. 2 le schma fonctionnel des modles utilisan

11、t une rfrence rduite. Le modle utilisant une rfrence complte, qui est fond sur deux squences vido dentre (la squence vido source et la squence vido traite), produit une mesure de la qualit vido (VQM, video quality metric) de la squence vido traite. Comme on peut le voir, pour valuer la qualit vido,

12、les modles FR et RR ont besoin tous les deux de la squence vido source et de la squence vido traite. Par ailleurs, pour certains services de radiodiffusion, la surveillance de la qualit vido reue est importante. Si lon doit utiliser un modle FR, le rcepteur doit disposer de la squence vido source (F

13、ig. 3) ou la tte de rseau doit disposer de la squence vido traite (squence vido dgrade) (Fig. 4). Conformment la prsente Recommandation, la qualit de la squence vido reue, telle quelle apparat au niveau du rcepteur, peut tre value au niveau de la tte de rseau. Pour cela, il est ncessaire que la tte

14、de rseau dispose de la squence vido source ou des caractristiques extraites de la squence vido source. Si lon doit utiliser un modle RR, le rcepteur doit disposer des fonctions extraites de la squence vido source (Fig. 5) ou la tte de rseau doit disposer des caractristiques extraites de la squence v

15、ido traite (squence vido dgrade) (Fig. 6). La largeur de bande tant une ressource prcieuse et coteuse dans de nombreuses applications multimdias, on vitera de transmettre ces donnes supplmentaires. FIGURE 1 Modle utilisant une rfrence complte 1789-01Modle objectifde la qualit vidoSquence vido traite

16、Squence vido sourceVQMRec. UIT-R BT.1789 3 FIGURE 2 Modle utilisant une rfrence rduite 1789-02Modle objectifde la qualitvidoSquencevido traiteExtraction des caractristiques pourla qualit vidoVQMSquence vido sourceFIGURE 3 Schma fonctionnel du calcul par le rcepteur de la qualit de la squence vido re

17、ue au moyen du modle FR 1789-03Emetteur RcepteurCanalModle FRSquencevidosourceSquence vido reueSquencevidosourceFIGURE 4 Schma fonctionnel du calcul par la tte de rseau de la qualit de la squence vido reue au moyen du modle FR 1789-04ModleFRRcepteurCanalSquencevido reueSquencevido reueSquencevido so

18、urceEmetteurTte de rseauFIGURE 5 Schma fonctionnel du calcul par le rcepteur de la qualit de la squence vido reue au moyen du modle RR 1789-05SquencevidosourceCaractristiques extraites de la squence vido sourceSquence vidoreueEmetteur RcepteurCanalModleRR4 Rec. UIT-R BT.1789 FIGURE 6 Schma fonctionn

19、el du calcul par la tte de rseau de la qualit de la squence vido reue au moyen du modle RR 1789-06ModleRRRcepteurCanalCaractristiques extraites de la squence vido reueSquencevido reueSquence vido sourceEmetteurTte de rseauToutefois, dans certaines applications multimdias, les donnes vido sont transm

20、ises par paquets. Au cours de la transmission, diverses erreurs peuvent survenir, comme une perte de paquets, un nombre excessif ou insuffisant de paquets ou un retard dans la transmission des paquets. Ces erreurs peuvent entraner des phnomnes de gel de limage, de sauts dimage, de gigue, de retard o

21、u des erreurs sur les blocs dans la squence vido reue. Dans les communications numriques, toutes ces erreurs de transmission ainsi que leurs effets peuvent tre identifis prcisment lorsque les donnes vido sont transmises par paquets. En outre, au cours de la transmission vido numrique, en labsence de

22、rreurs de transmission, la qualit vido reue sera identique la qualit vido transmise. Par consquent, si le rcepteur renvoie des informations derreur de transmission, y compris des informations sur les pertes de paquets et les retards de transmission des paquets, la tte de rseau, celle-ci peut reconst

23、ituer exactement la squence vido reue telle quelle apparat au niveau du rcepteur. Linterfonctionnement entre le fournisseur de services et le rcepteur est indispensable afin que ce dernier puisse fournir toutes les informations ncessaires au fournisseur de services. En dautres termes, le fournisseur

24、 de services doit disposer de toutes les informations relatives au dcodeur et aux techniques de post-traitement utilises par le rcepteur afin quil puisse reproduire exactement la squence vido au niveau du rcepteur. Grce ces informations, la mthode peut tre utilise avec des codecs et des canaux de co

25、mmunication quelconques, y compris des communications Internet ou hertziennes. Lvaluation de la qualit vido tant ralise au niveau du fournisseur de services, qui dispose de la source vido, il est possible dutiliser un modle quelconque (modle utilisant une rfrence complte ou modle utilisant une rfren

26、ce rduite). 1.1 Application La prsente Recommandation propose une mthode permettant de reconstituer la squence vido reue afin dassurer la surveillance de la qualit de services vido lorsque des canaux de retour sont disponibles et que les donnes vido sont transmises par paquets. Les applications de l

27、a mthode dcrite dans la prsente Recommandation comprennent notamment: la surveillance de la qualit de la squence vido reue, telle quelle apparat au niveau du rcepteur, avec utilisation minimale de largeur de bande additionnelle; la surveillance de la qualit de la squence vido reue en temps rel au ni

28、veau de la tte de rseau. Rec. UIT-R BT.1789 5 1.2 Limites La mthode nonce dans la prsente Recommandation dcrit une procdure permettant de reconstituer des squences vido, telles quelles apparaissent au niveau du rcepteur, au moyen dinformations derreur de transmission et de donnes vido transmises par

29、 paquets. Dans cette mthode, il est ncessaire de pouvoir suivre et identifier chaque paquet. Certains protocoles de transport par paquets, tels que RTP (protocole de transport en temps rel) et ATM (mode de transfert asynchrone/AAL) (couche dadaptation ATM), possdent cette fonction. La mthode ncessit

30、e en outre la prsence dun canal de retour permettant au rcepteur denvoyer les informations derreur de transmission au fournisseur de services. Afin dvaluer la qualit vido au niveau du rcepteur, il est ncessaire dappliquer la mthode au moyen dun modle objectif de mesure de la qualit vido. Lemploi dun

31、 modle objectif normalis est recommand. 2 Mthode La Fig. 7 reprsente schmatiquement la mthode. La tte de rseau transmet au rcepteur les donnes vido par paquets. On notera que, une fois le codage de la squence vido source ralis, les donnes vido compresses se prsentent sous la forme de paquets. Le rce

32、pteur possde une unit qui dtecte la prsence ventuelle derreurs de transmission. En cas derreurs de transmission, lunit de dtection derreurs de transmission renvoie la tte de rseau les informations associes ces erreurs, concernant notamment les pertes de paquets ou les retards, ainsi que leurs effets

33、 tels que le gel dimages, le saut dimages, les erreurs sur les blocs, la gigue, etc. Le Tableau 1 prsente des informations derreur de transmission types. Lunit destimation de la squence vido reue, situe au niveau de len-tte de rseau, mule ensuite le rcepteur et estime la squence vido reue, telle que

34、lle apparat au niveau du rcepteur, au moyen des informations derreur de transmission et des donnes vido par paquets produites par le codeur. Enfin, une unit dvaluation de la qualit vido attribue, aprs calcul, des notes relatives la qualit vido au niveau du rcepteur au moyen de la squence vido source

35、 et de la squence vido reue estime. La Fig. 8 reprsente un exemple dapplication de la mthode lorsquun modle FR est utilis. La squence vido reue estime, dans la Fig. 8, est produite par lunit destimation de la squence vido reue (Fig. 7). Dans les cas o la tte de rseau (fournisseur de services) ne dis

36、pose pas de la squence vido source, elle peut galement utiliser un modle RR, condition que les paramtres des caractristiques soient disponibles. Lors dune transmission vido par paquets, les effets des erreurs de transmission peuvent tre dcrits de la manire suivante: dgradation de la squence vido due

37、 une perte de paquets; perte de trames due une perte de paquets, un nombre excessif ou insuffisant de paquets ou un retard dans la transmission des paquets; retard de trames d des erreurs de transmission. En consquence, si le rcepteur envoie des informations sur des paquets perdus ou dgrads, des tra

38、mes perdues ou sautes ou des trames retardes la tte de rseau, celle-ci peut reconstituer la squence vido reue, telle quelle apparat au niveau du rcepteur. 6 Rec. UIT-R BT.1789 FIGURE 7 Mthode permettant une tte de rseau de surveiller la qualit vido au niveau dun rcepteur au moyen dinformations derre

39、urs de transmission 1789-07Squence vidosourceUnit destimation de lasquence vido reueUnit de dtectionderreurs de transmissionCodeurRcepteurDcodeurSquencevidoreueEmetteur Unit dvaluation dela qualit vidoSquence vido reue estimeTte de rseau (fournisseur de services) Donnes vido transmises par paquetsTA

40、BLEAU 1 Informations derreur de transmission Type derreurs de transmission Contenu des informations de transmission Informations sur des paquets perdus ou dgrads Indices des paquets correspondants Informations sur des trames retardes Importance du retard et indices des trames retardes Informations s

41、ur des trames sautes ou perdues Indices des trames sautes ou perdues FIGURE 8 Schma fonctionnel du calcul par la tte de rseau (fournisseur de services) de la qualit de la squence vido reue au moyen de la squence vido reue estime (modle FR) 1789-08ModleFRRcepteurCanalSquence vido reue estimeSquencevi

42、do reueSquencevido sourceEmetteurTte de rseauRec. UIT-R BT.1789 7 3 Messages concernant des informations derreur de transmission Selon la prsente mthode, linterfonctionnement est assur entre la tte de rseau (fournisseur de services) et le rcepteur afin que ce dernier fournisse les informations derre

43、ur de transmission ncessaires au fournisseur de services. On notera en outre que toutes les informations sur le dcodeur et les techniques de post-traitement utilises par le rcepteur doivent galement tre fournies afin que le fournisseur de services puisse estimer exactement la squence vido au niveau

44、du rcepteur. Afin destimer la squence vido reue au niveau de la tte de rseau, les informations requises sur les erreurs de transmission sont prsentes dans le Tableau 1. Pour chaque type derreur de transmission, un message est transmis. Ce message comporte deux ou trois champs: type derreur et nombre

45、 derreurs sur les bits. Plusieurs messages peuvent tre regroups, puis transmis. 3.1 Messages concernant des informations sur le dcodeur (informations sur le modle du rcepteur) Afin destimer exactement la squence vido reue, la tte de rseau a besoin dinformations sur le dcodeur et les techniques de po

46、st-traitement utilises par le rcepteur. Pour cela, au dbut de la transmission, le rcepteur doit transmettre un message didentification du modle. On part du principe que la tte de rseau possde une base de donnes et puisse obtenir, partir du message didentification du modle, toutes les informations nc

47、essaires sur le dcodeur et les techniques de post-traitement du rcepteur. 3.2 Identificateur source Dans des environnements de radiodiffusion ou de multidiffusion, lorsquelle reoit des messages derreur de transmission, la tte de rseau doit identifier la squence vido source correspondante. Pour cela, le rcepteur doit transmettre un message didentification de source. Les informations sur la source son