ITU-T J 144 FRENCH-2004 Objective perceptual video quality measurement techniques for digital cable television in the presence of a full reference《全基准信号时 数字有线电视的客观感知视频质量测量技术 9号研究组》.pdf

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1、 Union internationale des tlcommunicationsUIT-T J.144SECTEUR DE LA NORMALISATION DES TLCOMMUNICATIONS DE LUIT (03/2004) SRIE J: RSEAUX CBLS ET TRANSMISSION DES SIGNAUX RADIOPHONIQUES, TLVISUELS ET AUTRES SIGNAUX MULTIMDIAS Mesure de la qualit de service Techniques de mesure objective de la qualit vi

2、do perue pour la tlvision numrique par cble en prsence dun signal de rfrence complet Recommandation UIT-T J.144 Rec. ITU-T J.144 (03/2004) i Recommandation UIT-T J.144 Techniques de mesure objective de la qualit vido perue pour la tlvision numrique par cble en prsence dun signal de rfrence complet R

3、sum La prsente Recommandation contient des lignes directrices relatives au choix dun quipement appropri de mesure de la qualit vido perue utiliser dans les applications de tlvision numrique par cble lorsquon peut utiliser la mthode de mesure avec rfrence complte. Les donnes de tests de validation ne

4、 comportent pas derreurs de canaux. La prsente Recommandation dfinit quatre modles de calcul objectif dont il a t montr quils taient de meilleurs outils de mesure automatique que la valeur crte du rapport signal/bruit de crte (PSNR, peak signal to noise ratio) pour valuer la qualit dune squence vido

5、 diffuse. La prsente Recommandation rvise propose dans la partie normative quatre mthodes de calcul objectif permettant dvaluer la qualit vido perue. Source La Recommandation UIT-T J.144 a t approuve le 15 mars 2004 par la Commission dtudes 9 (2001-2004) de lUIT-T selon la procdure dfinie dans la Re

6、commandation UIT-T A.8. ii Rec. UIT-T J.144 (03/2004) AVANT-PROPOS LUnion internationale des tlcommunications (UIT) est une institution spcialise des Nations Unies dans le domaine des tlcommunications et des technologies de linformation et de la communication (ICT). Le Secteur de la normalisation de

7、s tlcommunications (UIT-T) est un organe permanent de lUIT. Il est charg de ltude des questions techniques, dexploitation et de tarification, et met ce sujet des Recommandations en vue de la normalisation des tlcommunications lchelle mondiale. LAssemble mondiale de normalisation des tlcommunications

8、 (AMNT), qui se runit tous les quatre ans, dtermine les thmes dtude traiter par les Commissions dtudes de lUIT-T, lesquelles laborent en retour des Recommandations sur ces thmes. Lapprobation des Recommandations par les Membres de lUIT-T seffectue selon la procdure dfinie dans la Rsolution 1 de lAMN

9、T. Dans certains secteurs des technologies de linformation qui correspondent la sphre de comptence de lUIT-T, les normes ncessaires se prparent en collaboration avec lISO et la CEI. NOTE Dans la prsente Recommandation, lexpression “Administration“ est utilise pour dsigner de faon abrge aussi bien un

10、e administration de tlcommunications quune exploitation reconnue. Le respect de cette Recommandation se fait titre volontaire. Cependant, il se peut que la Recommandation contienne certaines dispositions obligatoires (pour assurer, par exemple, linteroprabilit et lapplicabilit) et considre que la Re

11、commandation est respecte lorsque toutes ces dispositions sont observes. Le futur dobligation et les autres moyens dexpression de lobligation comme le verbe “devoir“ ainsi que leurs formes ngatives servent noncer des prescriptions. Lutilisation de ces formes ne signifie pas quil est obligatoire de r

12、especter la Recommandation. DROITS DE PROPRIT INTELLECTUELLE LUIT attire lattention sur la possibilit que lapplication ou la mise en uvre de la prsente Recommandation puisse donner lieu lutilisation dun droit de proprit intellectuelle. LUIT ne prend pas position en ce qui concerne lexistence, la val

13、idit ou lapplicabilit des droits de proprit intellectuelle, quils soient revendiqus par un membre de lUIT ou par une tierce partie trangre la procdure dlaboration des Recommandations. A la date dapprobation de la prsente Recommandation, lUIT avait t avise de lexistence dune proprit intellectuelle pr

14、otge par des brevets acqurir pour mettre en uvre la prsente Recommandation. Toutefois, comme il ne sagit peut-tre pas de renseignements les plus rcents, il est vivement recommand aux dveloppeurs de consulter la base de donnes des brevets du TSB sous http:/www.itu.int/ITU-T/ipr/. UIT 2009 Tous droits

15、 rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite, par quelque procd que ce soit, sans laccord crit pralable de lUIT. Rec. ITU-T J.144 (03/2004) iii TABLE DES MATIRES Page 1 Domaine dapplication 1 1.1 Application . 1 1.2 Limitations 1 2 Rfrences. 2 2.1 Rfrences normatives 2 2.2 Rfre

16、nces informatives . 2 3 Termes, dfinitions et acronymes. 2 4 Besoins de lutilisateur 3 5 Description de la mthode de mesure avec rfrence complte. 3 6 Conclusions du Groupe dexperts sur la qualit vido (VQEG). 4 7 Conclusions 6 7.1 Avis gnral aux fins de la Recommandation 6 7.2 Modles de mesure object

17、ive de la qualit vido Evolution vers de futures rvisions 7 Annexe A British Telecommunications plc Description fonctionnelle du modle de qualit vido avec une image de rfrence complte . 8 A.1 Introduction 8 A.2 Modle dimage de rfrence complte de BT . 8 A.3 Dtecteurs. 8 A.4 Intgration. 17 A.5 Aligneme

18、nt . 17 A.6 Rfrences 18 A.7 Donnes objectives et subjectives 18 Annexe B Yonsei University/SK Telecom/Radio Research Laboratory Description fonctionnelle du modle de qualit vido avec une image de rfrence complte. 22 B.1 Introduction 22 B.2 Mesure objective de la qualit vido base sur la dgradation de

19、s contours 22 B.3 Alignement . 32 B.4 Conclusion 36 B.5 Rfrences 36 Annexe C Telecommunications Research and development Center (CPqD) Description technique de lvaluation dimage fonde sur la segmentation (IES) . 41 C.1 Introduction 41 C.2 Description gnrale du systme IES. 41 C.3 Correction du dcalag

20、e et du gain 43 C.4 Segmentation de limage. 44 C.5 Mesures objectives . 47 C.6 Base de donnes des modles de dgradation 47 iv Rec. UIT-T J.144 (03/2004) Page C.7 Estimation des modles de dgradation . 49 C.8 Rfrences 51 C.9 Rsultats objectifs des essais, Phase II du VQEG 52 Annexe D National Telecommu

21、nications and Information Administration (NTIA) Description technique du modle de mesure de la qualit vido (VQM, video quality metric). 53 D.1 Introduction 53 D.2 Rfrences 53 D.3 Dfinitions 54 D.4 Aperu gnral du calcul de la qualit VQM . 58 D.5 Echantillonnage 59 D.6 Etalonnage 61 D.7 Caractristique

22、s de qualit 84 D.8 Paramtres de qualit 92 D.9 Modle gnral . 101 D.10 Rfrences informatives . 102 D.11 Donnes objectives brutes sur les mesures de qualit vido (VQM) . 103 Appendice I KDDI Systme dvaluation objective de la qualit vido et dtermination de la performance . 107 I.1 Domaine dapplication 10

23、7 I.2 Systme dvaluation objective de la qualit vido 108 I.3 Implmentation. 110 I.4 Rsultats de vrification . 112 Appendice II Tektronix Inc. and Sarnoff Corporation Mesure objective de la qualit vido perceptuelle au moyen dune technique dimage de rfrence fonde sur la mesure des units de diffrence to

24、ut juste perceptibles (JND). 115 II.1 Domaine dapplication, objet et application . 115 II.2 Rfrences 121 II.3 Introduction 121 II.4 Aperu gnral de lalgorithme. 124 II.5 Description dtaille de lalgorithme 127 Appendice II.A Bibliographie. 149 Appendice II.B Facteurs dessai, techniques de codage et ap

25、plications . 150 Appendice II.C Classification des erreurs. 152 Rec. ITU-T J.144 (03/2004) v Introduction La tlvision numrique donne lieu de nouvelles considrations en termes de qualit de service, avec des relations complexes entre les mesures objectives de paramtres et la qualit subjective de limag

26、e. Sil est souhaitable davoir une bonne corrlation entre les mesures objectives et lvaluation subjective de la qualit afin dobtenir une qualit de service optimale dans lexploitation des systmes de tlvision par cble, il faut bien voir que les mesures objectives ne constituent pas un substitut aux val

27、uations subjectives de la qualit. Les valuations de qualit subjective sont des procdures soigneusement labores qui ont pour but de dterminer lopinion moyenne de spectateurs au sujet de squences vido pour une application donne. Les rsultats de ce type dvaluation sont trs utiles dans la conception des

28、 systmes et les tests dvaluation des performances. Lvaluation de la qualit subjective pour une application diffrente dans dautres conditions donnera toujours des rsultats rvlateurs, mme si les notes dopinion pour le mme ensemble de squences seront sans doute diffrentes. Les mesures objectives sont d

29、estines une large gamme dapplications produisant des rsultats identiques pour un mme ensemble de squences vido. Le choix des squences vido quil convient dutiliser et linterprtation des mesures objectives qui en rsultent sont quelques-uns des facteurs que lon peut faire varier pour une application do

30、nne. Les mesures objectives et les valuations subjectives de la qualit sont donc complmentaires plutt quinterchangeables. Si les valuations subjectives rpondent des besoins lis la recherche, les mesures objectives sont ncessaires dans la spcification des quipements ainsi que la surveillance et la me

31、sure quotidiennes des performances des systmes. La convention terminologique suivante a t adopte pour les besoins de la prsente Recommandation: le terme “mesure objective“ dsigne la dtermination de la qualit ou de la dgradation dimages de type “programme de tlvision“ prsentes un groupe dvaluateurs p

32、endant des sances de visionnement; le terme “mesure perceptuelle objective“ dsigne la mesure des performances dune chane de programme par lemploi dimages de type “programme de tlvision“ et de mthodes de mesure objective (au moyen dinstruments) pour obtenir une indication approchant la note qui aurai

33、t t obtenue au moyen dune valuation subjective; le terme “mesure de signal“ dsigne la mesure des performances dune chane de programme par lemploi de signaux dessai et de mthodes de mesure objectives (au moyen dinstruments). Dans la prsente Recommandation, les termes “mesure objective“ et “mesure per

34、ceptuelle“ peuvent tre utiliss indiffremment pour dsigner une mesure perceptuelle objective. Il existe trois mthodes de base pour raliser ces mesures: FR Mthode applicable lorsquon dispose du signal vido de rfrence complet; cest une mthode deux extrmits qui fait lobjet de la prsente Recommandation.

35、RR Mthode applicable lorsquon ne dispose que dinformations de rfrence vido rduites; cest aussi une mthode deux extrmits, avec rfrence rduite, qui fait lobjet dune Recommandation distincte ( ltude). NR Mthode applicable lorsquon ne dispose daucun signal vido de rfrence ni daucune information associe;

36、 cest une mthode une seule extrmit qui fait lobjet dune Recommandation distincte ( ltude). Les trois mthodes ont des applications diffrentes et elles offrent des degrs diffrents de prcision de mesure, exprims en termes de corrlation avec les rsultats dvaluation subjective. Rec. ITU-T J.144 (03/2004)

37、 1 Recommandation UIT-T J.144 Techniques de mesure objective de la qualit vido perue pour la tlvision numrique par cble en prsence dun signal de rfrence complet 1 Domaine dapplication La prsente Recommandation contient des lignes directrices relatives au choix dun quipement appropri de mesure de la

38、qualit vido perue utiliser dans les applications de tlvision numrique par cble lorsquon peut utiliser la mthode de mesure avec rfrence complte. Cette mthode est destine tre utilise lorsque le signal vido de rfrence non dgrad est disponible directement au point de mesure, par exemple en cas de mesure

39、s sur un seul quipement ou sur une chane en laboratoire ou dans un environnement ferm tel quune tte de rseau de tlvision par cble. Les mthodes destimation sont bases sur le traitement dune squence vido composante numrique 8 bits telle quelle est dfinie dans la Rec. UIT-R BT.601-51. Le codeur peut ut

40、iliser diverses mthodes de compression (par exemple MPEG, H.263, etc.). Les modles proposs dans la prsente Recommandation peuvent tre utiliss pour valuer un codec (combinaison codeur/dcodeur) ou une concatnation de diverses mthodes de compression et dispositifs darchivage de mmoire. Le calcul des es

41、timateurs de qualit objectifs dcrit dans la prsente Recommandation aura peut-tre tenu compte des dgradations dues aux erreurs (erreurs sur les bits, perte de paquets) mais on ne dispose pas actuellement de rsultats dessai indpendants permettant de valider lutilisation des estimateurs pour des systme

42、s prsentant des dgradations dues des erreurs. Le matriel dessai de validation ne contenait pas derreurs sur les canaux. Il comportait des dgradations de codage, avec des rapports de compression de 768 kbit/s 5 Mbit/s. 1.1 Application La prsente Recommandation donne des estimations de la qualit vido

43、pour diffrentes classes de tlvision (TV0-TV3), et pour la classe vido multimdia (MM4) dfinie dans lAnnexe B/P.911. Les applications des modles destimation dcrits dans la prsente Recommandation sont notamment les suivantes: 1) valuation du codec, spcification du codec, essai dhomologation, contenu de

44、 la prcision limite dcrite ci-dessous; 2) contrle de la qualit pendant le service, ventuellement en temps rel, la source; 3) tlcontrle de la qualit au point de destination lorsquon dispose dune copie de la source; 4) mesures de qualit dun systme darchivage ou de transmission qui utilise des techniqu

45、es de compression ou de dcompression vido, par passage unique ou concatnation de telles techniques. 1.2 Limitations Les modles destimation dcrits dans la prsente Recommandation ne peuvent tre utiliss pour remplacer les essais subjectifs. Les valeurs de corrlation entre deux essais subjectifs conus e

46、t excuts avec soin (par exemple dans deux laboratoires diffrents) se situent normalement dans la fourchette 0,92 0,97. La prsente Recommandation ne donne pas de moyens permettant de _ 1Cela nexclut pas limplmentation de la mthode de mesure pour des systmes vido unidirectionnels qui utilisent une ent

47、re vido et des sorties vido composites. Les spcifications de la conversion entre le domaine composite et le domaine composante nentrent pas dans le cadre de la prsente Recommandation. Par exemple, la norme SMPTE 170M spcifie une mthode pour effectuer cette conversion dans le cas dun systme NTSC. 2 Rec. UIT-T J.144 (03/2004) quantifier dventuelles erreurs destimation. Les utilisateurs de la prsente Recommanda