ITU-T J 144 SPANISH-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、 UNIN INTERNACIONAL DE TELECOMUNICACIONES UIT-T J.144SECTOR DE NORMALIZACIN DE LAS TELECOMUNICACIONES DE LA UIT (03/2004) SERIE J: REDES DE CABLE Y TRANSMISIN DE PROGRAMAS RADIOFNICOS Y TELEVISIVOS, Y DE OTRAS SEALES MULTIMEDIOS Mediciones de la calidad de servicio Tcnicas de medicin objetiva de la

2、percepcin de la calidad vdeo en televisin digital por cable en presencia de una referencia completa Recomendacin UIT-T J.144 Rec. UIT-T J.144 (03/2004) i Recomendacin UIT-T J.144 Tcnicas de medicin objetiva de la percepcin de la calidad vdeo en televisin digital por cable en presencia de una referen

3、cia completa Resumen Esta Recomendacin contiene directrices sobre la seleccin del equipo apropiado de medicin objetiva de la percepcin de la calidad vdeo, diseado para su utilizacin en aplicaciones de televisin digital por cable cuando se dispone de la seal de vdeo de referencia completa. El materia

4、l de la prueba de validacin no contena errores de canal. En la presente Recomendacin se definen modelos computacionales objetivos que han demostrado ser mejores que la (relacin seal ruido de cresta, (PSNR, peak signal to noise ratio) como instrumentos automticos de medida para evaluar la calidad de

5、vdeo. En esta revisin de la Recomendacin se presentan cuatro mtodos objetivos para la evaluacin de la percepcin de la calidad de vdeo en su seccin normativa. Orgenes La Recomendacin UIT-T J.144 fue aprobada el 15 de marzo de 2004 por la Comisin de Estudio 9 (2001-2004) del UIT-T por el procedimiento

6、 de la Recomendacin UIT-T A.8. ii Rec. UIT-T J.144 (03/2004) PREFACIO La UIT (Unin Internacional de Telecomunicaciones) es el organismo especializado de las Naciones Unidas en el campo de las telecomunicaciones. El UIT-T (Sector de Normalizacin de las Telecomunicaciones de la UIT) es un rgano perman

7、ente de la UIT. Este rgano estudia los aspectos tcnicos, de explotacin y tarifarios y publica Recomendaciones sobre los mismos, con miras a la normalizacin de las telecomunica-ciones en el plano mundial. La Asamblea Mundial de Normalizacin de las Telecomunicaciones (AMNT), que se celebra cada cuatro

8、 aos, establece los temas que han de estudiar las Comisiones de Estudio del UIT-T, que a su vez producen Recomendaciones sobre dichos temas. La aprobacin de Recomendaciones por los Miembros del UIT-T es el objeto del procedimiento establecido en la Resolucin 1 de la AMNT. En ciertos sectores de la t

9、ecnologa de la informacin que corresponden a la esfera de competencia del UIT-T, se preparan las normas necesarias en colaboracin con la ISO y la CEI. NOTA En esta Recomendacin, la expresin “Administracin“ se utiliza para designar, en forma abreviada, tanto una administracin de telecomunicaciones co

10、mo una empresa de explotacin reconocida de telecomunicaciones. La observancia de esta Recomendacin es voluntaria. Ahora bien, la Recomendacin puede contener ciertas disposiciones obligatorias (para asegurar, por ejemplo, la aplicabilidad o la interoperabilidad), por lo que la observancia se consigue

11、 con el cumplimiento exacto y puntual de todas las disposiciones obligatorias. La obligatoriedad de un elemento preceptivo o requisito se expresa mediante las frases “tener que, haber de, hay que + infinitivo“ o el verbo principal en tiempo futuro simple de mandato, en modo afirmativo o negativo. El

12、 hecho de que se utilice esta formulacin no entraa que la observancia se imponga a ninguna de las partes. PROPIEDAD INTELECTUAL La UIT seala a la atencin la posibilidad de que la utilizacin o aplicacin de la presente Recomendacin suponga el empleo de un derecho de propiedad intelectual reivindicado.

13、 La UIT no adopta ninguna posicin en cuanto a la demostracin, validez o aplicabilidad de los derechos de propiedad intelectual reivindicados, ya sea por los miembros de la UIT o por terceros ajenos al proceso de elaboracin de Recomendaciones. En la fecha de aprobacin de la presente Recomendacin, la

14、UIT ha recibido notificacin de propiedad intelectual, protegida por patente, que puede ser necesaria para aplicar esta Recomendacin. Sin embargo, debe sealarse a los usuarios que puede que esta informacin no se encuentre totalmente actualizada al respecto, por lo que se les insta encarecidamente a c

15、onsultar la base de datos sobre patentes de la TSB. UIT 2009 Reservados todos los derechos. Ninguna parte de esta publicacin puede reproducirse por ningn procedimiento sin previa autorizacin escrita por parte de la UIT. Rec. UIT-T J.144 (03/2004) iii NDICE Pgina 1 Alcance . 1 1.1 Aplicacin. 1 1.2 Li

16、mitaciones . 1 2 Referencias . 2 2.1 Referencias normativas 2 2.2 Referencias informativas 2 3 Trminos, definiciones y siglas 2 4 Requisitos de usuario 3 5 Descripcin del mtodo de medicin con referencia completa 3 6 Conclusiones del Grupo de expertos en calidad vdeo (VQEG) 4 7 Conclusiones. 6 7.1 Re

17、comendacin general 6 7.2 Modelos objetivos de calidad de vdeo El camino hacia futuras revisiones 6 Anexo A British Telecommunications plc Descripcin funcional de un modelo de calidad de vdeo con referencia completa. 7 A.1 Introduccin 7 A.2 Modelo de referencia completa de BT . 7 A.3 Detectores. 7 A.

18、4 Integracin 16 A.5 Registro. 17 A.6 Referencias . 17 A.7 Datos subjetivos y objetivos. 17 Anexo B Yonsei University/SK Telecom/Radio Research Laboratory Descripcin funcional de un modelo de calidad de vdeo con referencia completa. 22 B.1 Introduccin 22 B.2 Medicin objetiva de la calidad de vdeo a p

19、artir de la degradacin de los bordes . 22 B.3 Registro. 33 B.4 Conclusin 36 B.5 Referencias . 36 Anexo C Telecommunications Research and Development Center (CPqD) Descripcin tcnica de la evaluacin de imgenes basada en segmentacin (IES) . 41 C.1 Introduccin 41 C.2 Descripcin general del algoritmo CPq

20、D-IES . 41 C.3 Correccin del desplazamiento y de la ganancia 43 C.4 Segmentacin de la imagen 45 iv Rec. UIT-T J.144 (03/2004) Pgina C.5 Medicin objetiva. 47 C.6 Base de datos de los modelos de degradacin 47 C.7 Estimacin de los modelos de degradacin 50 C.8 Referencias . 52 C.9 Resultados objetivos d

21、e las pruebas VQEG-fase II 53 Anexo D Administracin nacional de telecomunicaciones e informacin (NTIA, national telecommunications and information administration) Descripcin tcnica de la mtrica de la calidad de vdeo (VQM, video quality metric) . 54 D.1 Introduccin 54 D.2 Referencias . 54 D.3 Definic

22、iones 55 D.4 Esquema del clculo de la mtrica de calidad del vdeo (VQM) 59 D.5 Muestreo. 59 D.6 Calibracin . 62 D.7 Caractersticas de calidad . 85 D.8 Parmetros de calidad. 92 D.9 Modelo general. 101 D.10 Referencias informativas 102 D.11 Datos objetivos brutos de la mtrica de la calidad de vdeo (VQM

23、) 103 Apndice I KDDI Esquema de evaluacin objetiva de la calidad de vdeo y valoracin de la calidad de funcionamiento . 107 I.1 Alcance. 107 I.2 Esquema de evaluacin de la calidad vdeo objetiva . 108 I.3 Implementacin . 110 I.4 Resultados de la verificacin . 112 Apndice II Tektronix Inc. y Sarnoff Co

24、rporation Medicin objetiva de la calidad de percepcin de vdeo utilizando una tcnica de referencia completa basada en JND. 115 II.1 Alcance, objeto y aplicacin. 115 II.2 Referencias . 121 II.3 Introduccin 121 II.4 Presentacin del algoritmo . 123 II.5 Detalles del algoritmo. 128 Apndice II Adjunto 1 B

25、ibliografa . 149 Apndice II Adjunto 2 Factores de prueba, tecnologas de codificacin y aplicaciones. 149 Apndice II Adjunto 3 Clasificacin de errores. 151 Rec. UIT-T J.144 (03/2004) v Introduccin La televisin digital da lugar a nuevas consideraciones con respecto a la calidad de servicio, con complej

26、as relaciones entre las mediciones objetivas de los parmetros y la calidad subjetiva de la imagen. Si bien es conveniente efectuar las mediciones objetivas con una buena correlacin con la evaluacin subjetiva de la calidad para obtener una calidad de servicio ptima en el funcionamiento de los sistema

27、s de televisin por cable, cabe recordar que las mediciones objetivas no sustituyen directamente la evaluacin subjetiva de la calidad. Las evaluaciones subjetivas de la calidad son procedimientos cuidadosamente diseados para determinar la opinin promedio de observadores humanos sobre una serie de sec

28、uencias de vdeo para una aplicacin determinada. Los resultados de esas pruebas se utilizan en la preparacin de sistemas bsicos y evaluaciones de referencia. Las evaluaciones subjetivas de la calidad para una aplicacin diferente, en condiciones de prueba distintas, seguirn proporcionando resultados s

29、ignificativos, aunque probablemente difieran las notas de opinin sobre la misma serie de secuencias de vdeo. Las mediciones objetivas se utilizan en una amplia gama de aplicaciones produciendo los mismos resultados con un conjunto determinado de secuencias de vdeo. La seleccin de las secuencias de v

30、deo que se han de utilizar y la interpretacin de las mediciones objetivas resultantes son algunos de los factores que varan para una aplicacin especfica. Las mediciones objetivas y la evaluacin subjetiva de la calidad son, por tanto, complementarias pero no intercambiables. Si la evaluacin subjetiva

31、 se utiliza con fines relacionados con la investigacin, las mediciones objetivas se necesitan para las especificaciones de equipos y la medicin y el control diarios de la calidad de funcionamiento de los sistemas. Para los fines de esta Recomendacin se han adoptado las siguientes definiciones. “Eval

32、uacin subjetiva“, que se refiere a la determinacin de la calidad o el deterioro de imgenes de tipo programa presentadas a un grupo de evaluadores humanos en sesiones de observacin visual. “Medicin perceptiva objetiva“, que se refiere a la medicin de las caractersticas de una cadena de programa utili

33、zando imgenes de tipo programa y mtodos de medicin objetiva (con instrumentos) para obtener un indicio que se acerque a la nota que se obtendra con una prueba de evaluacin subjetiva. “Medicin de la seal“, que se refiere a la medicin de la calidad de una cadena de programa utilizando seales de prueba

34、 y mtodos de medicin objetiva (con instrumentos). En la presente Recomendacin los trminos medicin objetiva y medicin perceptiva se utilizan indistintamente para referirse a la medicin perceptiva objetiva. Hay tres mtodos bsicos para efectuar las mediciones objetivas: FR Mtodo aplicable cuando se dis

35、pone de la seal de vdeo de referencia completa. Se trata del mtodo de dos extremos, del cual se ocupa la presente Recomendacin. RR Mtodo aplicable cuando slo se dispone de informacin de referencia de vdeo reducida. Se trata tambin de un mtodo de dos extremos que es objeto de una Recomendacin aparte

36、en estudio. NR Mtodo aplicable cuando no se dispone de seal de vdeo de referencia ni de informacin. Se trata de un mtodo de un solo extremo y es objeto de una Recomendacin aparte en estudio. Cada mtodo tiene sus propias aplicaciones, y proporciona grados diferentes de exactitud de la medicin, expres

37、ada en trminos de correlacin con los resultados de la evaluacin subjetiva. Rec. UIT-T J.144 (03/2004) 1 Recomendacin UIT-T J.144 Tcnicas de medicin objetiva de la percepcin de la calidad vdeo en televisin digital por cable en presencia de una referencia completa 1 Alcance Esta Recomendacin contiene

38、directrices sobre la seleccin del equipo apropiado de medicin de la percepcin de la calidad vdeo, diseado para su utilizacin en aplicaciones de televisin digital por cable cuando se puede utilizar el mtodo de medicin con referencia completa. El mtodo de medicin de referencia completa puede utilizars

39、e cuando la seal de vdeo de referencia no degradada est fcilmente disponible en el punto de medicin, como puede ser el caso de las mediciones en equipos individuales o en una cadena en el laboratorio o en un entorno cerrado, por ejemplo, el extremo de cabecera de la televisin por cable. Los mtodos d

40、e estimacin se basan en el procesamiento de vdeo de componente digital de 8 bits con arreglo a la definicin de la Rec. UIT-R BT.601-51. El codificador puede utilizar varios mtodos de compresin (por ejemplo, MPEG, H.263, etc.). Los modelos propuestos en la presente Recomendacin pueden utilizarse para

41、 evaluar un cdec (combinacin de codificador y decodificador) o una concatenacin de varios mtodos de compresin y dispositivos de almacenamiento de memoria. Aunque la obtencin de los estimadores de calidad objetivos descritos en la presente Recomendacin puede haber tenido en cuenta la degradacin por e

42、rror (por ejemplo, errores en los bits, paquetes rechazados, etc.), no hay resultados de pruebas independientes que permitan validar actualmente, la utilizacin de estimadores en sistemas con degradacin por error. El material de la prueba de validacin no contena errores de canal. Contena sin embargo,

43、 degradaciones de codificacin y velocidades de comprensin entre 768 kbit/s y 5 Mbit/s. 1.1 Aplicacin En esta Recomendacin se presentan estimaciones de calidad de vdeo para las clases de vdeo de televisin (TV0-TV3) y para la clase de vdeo multimedios (MM4), definidas en el Anexo B/P.911. Entre las ap

44、licaciones para los modelos de estimacin descritos en esta Recomendacin se encuentran las siguientes: 1) la evaluacin, especificacin y prueba de aceptacin de cdecs, congruente con la precisin limitada descrita ms adelante; 2) la supervisin potencial de la calidad en tiempo real y en servicio, en la

45、fuente; 3) la supervisin a distancia de la calidad de destino cuando hay disponible una copia de la fuente; 4) la medicin de la calidad de un sistema de transmisin o almacenamiento que utilice tcnicas de compresin y descompresin de vdeo, ya sea de forma aislada o como combinacin de dichas tcnicas. 1

46、.2 Limitaciones Los modelos de estimacin descritos en esta Recomendacin no pueden utilizarse para sustituir las pruebas subjetivas. Los valores de correlacin entre dos pruebas subjetivas cuidadosamente _ 1Esto no impide la implementacin del mtodo de medida para sistemas de vdeo unidireccionales con

47、entradas y salidas de vdeo compuesto. La especificacin de la conversin entre los dominios compuesto y de componentes no forma parte de la presente Recomendacin. SMTPE 170M, por ejemplo, especifica un mtodo de ejecutar esta conversin para NTSC. 2 Rec. UIT-T J.144 (03/2004) diseadas y ejecutadas (es d

48、ecir en dos laboratorios distintos) suelen quedar en el intervalo 0,92 a 0,97. En la presente Recomendacin no se definen medios de cuantificar los posibles errores de estimacin. Los usuarios de la presente Recomendacin deben consultar la comparacin de resultados disponibles, subjetivos y objetivos, para formarse una idea de la magnitud de los errores de estimacin del ndice de calidad del vdeo. La calidad de funcionamiento prevista por los modelos de estimacin no se ha validado an para sis