ITU-T P 930 SPANISH-1996 Principles of a Reference Impairment System for Video《视频的引用损伤系统原则 P系列 电话传输质量 多媒体业务的视听质量 12号研究组 39pp》.pdf

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1、UNIN INTERNACIONAL DE TELECOMUNICACIONESUIT-TP.930SECTOR DE NORMALIZACINDE LAS TELECOMUNICACIONESDE LA UIT(08/96)SERIE P: CALIDAD DE TRANSMISIN TELEFNICACalidad audiovisual en servicios multimediosPrincipios de un sistema de degradaciones dereferencia para vdeoRecomendacin UIT-T P.930(Anteriormente

2、Recomendacin del CCITT)RECOMENDACIONES DE LA SERIE P DEL UIT-TCALIDAD DE TRANSMISIN TELEFNICAPara ms informacin, vase la Lista de Recomendaciones del UIT-T.Vocabulario y efectos de los parmetros de transmisin sobre la opinin de losclientesSerie P.10Lneas y aparatos de abonado Serie P.30P.300Patrones

3、 de transmisin Serie P.40Aparatos para mediciones objetivas Serie P.50P.500Medidas electroacsticas objetivas Serie P.60Medidas relativas a la sonoridad vocal Serie P.70Mtodos de evaluacin objetiva y subjetiva de la calidad Serie P.80P.800Calidad audiovisual en servicios multimedios Serie P.900RECOME

4、NDACIN UIT-T P.930PRINCIPIOS DE UN SISTEMA DE DEGRADACIONES DE REFERENCIA PARA VDEOResumenEsta Recomendacin describe los principios de un sistema de referencia vdeo ajustable que permitegenerar las condiciones de referencia necesarias para caracterizar la calidad subjetiva de las imgenesvdeo produci

5、das por los sistemas vdeo digitales con compresin. El sistema de degradaciones dereferencia para vdeo (RISV, reference impairment system for video) puede utilizarse para simularlas degradaciones debidas a la compresin de las secuencias vdeo, independientemente del esquemade compresin utilizado. Los

6、mtodos de evaluacin subjetiva se describen en laRecomendacin P.910.En el Apndice I se describe el sistema de referencia VIRIS (elaborado por Bellcore), que constituyeuna realizacin especfica de un sistema de degradacin de referencia ajustable. Aunque los estudiosde Bellcore se basaron en el MPEG-1,

7、el VIRIS puede emplearse tambin con otros esquemas decompresin, como el de la Recomendacin H.261.Se recomienda que un RISV sea capaz de producir las siguientes categoras de distorsiones, ya seaaisladamente o combinadas, con un ajuste independiente del nivel de cada degradacin:a) Perturbaciones debid

8、as a conversiones entre los formatos analgico y digital (por ejemplo,ruido y borrosidad).b) Perturbaciones debidas a la codificacin y compresin (por ejemplo, trepidacin, vibracinde contorno y distorsin de bloque).c) Perturbaciones debidas a errores en el canal de transmisin (por ejemplo, bloques con

9、errores).En esta Recomendacin se definen cinco tipos de degradacin (distorsin de bloque, borrosidad,vibracin de contorno, ruido y trepidacin) y se indican mtodos generales para reproducir estasdegradaciones. En el Apndice I se describe una realizacin especfica de estas degradacionesllamada VIRIS. Ot

10、ras degradaciones quedan en estudio.Desde el punto de vista del espectador, las degradaciones producidas por el RISV deben ser unabuena aproximacin de las generadas por los sistemas de codificacin y transmisin vdeo digitales.Tres posibles aplicaciones del RISV son:1) creacin de condiciones de refere

11、ncia en las pruebas subjetivas de sistemas vdeo digitalespara que la calidad de las escenas presentadas a los espectadores abarquen toda la gama decalidades de imagen;2) definicin de niveles de degradacin vdeo normalizados para la comparacin de resultadosde pruebas subjetivas; y3) cuantificacin de l

12、a calidad de un sistema vdeo percibida por el usuario con respecto a unareferencia conocida.Aunque esta Recomendacin describe los principios de un RISV, es necesario efectuar pruebas devalidacin antes de recomendar una realizacin.OrgenesLa Recomendacin UIT-T P.930 ha sido preparada por la Comisin de

13、 Estudio 12 (1993-1996) delUIT-T y fue aprobada por el procedimiento de la Resolucin N. 1 de la CMNT el 30 de agostode 1996.ii Recomendacin P.930 (08/96)PREFACIOLa UIT (Unin Internacional de Telecomunicaciones) es el organismo especializado de las Naciones Unidasen el campo de las telecomunicaciones

14、. El UIT-T (Sector de Normalizacin de las Telecomunicaciones de laUIT) es un rgano permanente de la UIT. Este rgano estudia los aspectos tcnicos, de explotacin ytarifarios y publica Recomendaciones sobre los mismos, con miras a la normalizacin de lastelecomunicaciones en el plano mundial.La Conferen

15、cia Mundial de Normalizacin de las Telecomunicaciones (CMNT), que se celebra cada cuatroaos, establece los temas que han de estudiar las Comisiones de Estudio del UIT-T, que a su vez producenRecomendaciones sobre dichos temas.La aprobacin de Recomendaciones por los Miembros del UIT-T es el objeto de

16、l procedimiento establecidoen la Resolucin N. 1 de la CMNT (Helsinki, 1 al 12 de marzo de 1993).En ciertos sectores de la tecnologa de la informacin que corresponden a la esfera de competencia delUIT-T, se preparan las normas necesarias en colaboracin con la ISO y la CEI.NOTAEn esta Recomendacin, la

17、 expresin Administracin se utiliza para designar, en forma abreviada, tantouna administracin de telecomunicaciones como una empresa de explotacin reconocida detelecomunicaciones. UIT 1996Es propiedad. Ninguna parte de esta publicacin puede reproducirse o utilizarse, de ninguna forma o porningn medio

18、, sea ste electrnico o mecnico, de fotocopia o de microfilm, sin previa autorizacin escritapor parte de la UIT.Recomendacin P.930 (08/96) iiiNDICEPgina1 Alcance . 12 Referencias 13 Abreviaturas y definiciones 14 Atributos de un sistema de degradaciones de referencia para vdeo (RISV) 24.1 Gama de niv

19、eles de degradacin vdeo ajustable 34.2 Posibles aplicaciones de un RISV. 35 Degradaciones producidas por el RISV 45.1 Distorsin de bloque . 45.2 Borrosidad.55.3 Vibracin de contorno. 55.4 Ruido. 55.5 Trepidacin . 65.6 Combinacin de degradaciones 66 Conclusiones. 8Apndice I 8VIRIS, una realizacin esp

20、ecfica de un RISV 8I.1 Introduccin 8I.2 Simulacin de degradaciones 8I.2.1 Distorsin de bloque 9I.2.2 Borrosidad . 10I.2.3 Vibracin de contorno . 11I.2.4 Ruido . 13I.2.5 Trepidacin 14I.3 Clculo de la relacin seal/ruido de cresta (PSNR) 15I.4 Programa del VIRIS 15I.5 Plan de pruebas subjetivas del VIR

21、IS. 17I.5.1 Secuencias de imgenes del VIRIS 17I.5.2 Condiciones de prueba del VIRIS . 18I.5.3 Mtodo de prueba del VIRIS. 19I.5.4 Condiciones de observacin del VIRIS. 20I.5.5 Procedimientos de prueba del VIRIS. 20I.5.6 Resultados de la prueba subjetiva del VIRIS. 21I.6 Plan de pruebas subjetivas de l

22、a vibracin de contorno . 25I.6.1 Secuencias de imgenes de vibracin de contorno 26I.6.2 Condiciones de prueba del VIRIS y preparacin del material de prueba 26iv Recomendacin P.930 (08/96)PginaI.6.3 Mtodo de prueba subjetiva de la vibracin de contorno 27I.6.4 Procedimientos de prueba subjetiva de la v

23、ibracin de contorno 28I.6.5 Resultado de la prueba subjetiva de vibracin de contorno 28I.7 Conclusiones. 30Bibliografa 31Recomendacin P.930 (08/96) vIntroduccinEn evaluaciones subjetivas de la calidad vdeo se utilizan a menudo condiciones de vdeo dereferencia, ya que las valoraciones de calificacin

24、por categoras pueden variar de una prueba a otra ode un laboratorio a otro dependiendo de la disposicin del experimento (es decir, efectos de la gamay la frecuencia, cantidad de sujetos, etc.). Las condiciones de referencia permiten comparacionesrelativas entre las condiciones de vdeo de referencia

25、y las condiciones de vdeo de inters y permitencalificar la calidad subjetiva en trminos de una medida objetiva de la referencia. La inclusin de lascondiciones de vdeo de referencia en una prueba hace posible la presentacin de una amplia gamade condiciones de prueba y proporciona una medida de la cal

26、idad vdeo que se puede reproducir msfiablemente en otra prueba o laboratorio.Al considerar un sistema capaz de producir ese conjunto de condiciones de referencia vdeoajustables, es necesario analizar diversos aspectos:1) se ha de determinar el tipo de degradacin vdeo o de perturbaciones debidas a la

27、compresin digital que se deben simular,2) la apariencia de las degradacionnes vdeo simuladas debe ser similar a la de lasdegradaciones reales,3) se deben definir con precisin los medios para generar las degradaciones, de modo quepuedan ser reproducidas en cualquier laboratorio, y4) la gama de nivele

28、s de degradacin debe representar una amplia gama de calidades defuncionamiento por lo que se refiere a la calidad de la imagen.Los algoritmos de compresin vdeo pueden introducir numerosas perturbaciones de degradacin enla imagen. Cinco de los tipos ms comunes son: distorsin de bloque, borrosidad, vi

29、bracin decontorno, trepidacin y ruido. Estas perturbaciones de degradacin se crean en la etapa decompresin y se deben generalmente a la prdida de informacin importante por cuantizacin,codificacin y otras tcnicas de compresin. Normalmente estn correlacionadas con el movimientode la imagen.Un sistema

30、de referencia vdeo ajustable debe ser sencillo de realizar y debe simular las cincodegradaciones anteriores de forma similar a las producidas por codificadores vdeo digitales reales ycon independencia del esquema de compresin. La gama de degradaciones simulada debe abarcaruna amplia gama de calidade

31、s de imagen para evaluar la calidad de imagen de los codificadoresvdeo digitales. Para ello es necesario que se efecten pruebas subjetivas, a fin de determinar la gamade calidades de imagen a que dan lugar las degradaciones simuladas.En la presente Recomendacin se describen algunas de las degradacio

32、nes que deberan serproducidas por un sistema de degradacin de referencia vdeo ajustable y los mtodos generalesutilizados para producirlas. El Apndice I contiene una descripcin del VIRIS, que es una realizacinespecfica del sistema de degradacin de referencia de vdeo para la evaluacin de codificadores

33、vdeo digitales MPEG-1. Se seala que, antes de que el VIRIS o cualquier realizacin de un RISVpueda ser aceptado por todas las Administraciones, son precisas pruebas de validacin.Esta Recomendacin refleja el estado actual de la investigacin sobre sistemas de degradacin dereferencia para vdeo, que est

34、en sus principios. A medida que avancen los trabajos mejorar sinduda la comprensin de estos mtodos. La presente Recomendacin ser revisada cuando se adquieraun nuevo conocimiento.Recomendacin P.930 (08/96) 1Recomendacin UIT-T P.930PRINCIPIOS DE UN SISTEMA DE DEGRADACIONES DE REFERENCIA PARA VDEO(Gine

35、bra, 1996)1 AlcanceEsta Recomendacin describe un sistema de referencia vdeo ajustable que se puede utilizar paragenerar las condiciones de referencia necesarias para caracterizar la calidad de imagen subjetiva devdeo producida por sistemas vdeo digitales comprimidos. Se puede utilizar un sistema ded

36、egradaciones de referencia para vdeo (RISV) para simular las degradaciones que se producen por lacompresin de secuencias vdeo, independiente del esquema de compresin. Los mtodos deevaluacin subjetivos no se incluyen en esta Recomendacin sino que se describen en laRecomendacin P.910.2 ReferenciasLas

37、siguientes Recomendaciones y otras referencias contienen disposiciones que, mediante sureferencia en este texto, constituyen disposiciones de la presente Recomendacin. Al efectuar estapublicacin, estaban en vigor las ediciones indicadas. Todas las Recomendaciones y otras referenciasson objeto de rev

38、isiones por lo que se preconiza que los usuarios de esta Recomendacin investiguenla posibilidad de aplicar las ediciones ms recientes de las Recomendaciones y otras referenciascitadas a continuacin. Se publica peridicamente una lista de las Recomendaciones UIT-Tactualmente vigentes.- Recomendacin UI

39、T-R BT.500-6 (1994), Mtodo de evaluacin subjetiva de la calidad delas imgenes de televisin.- Recomendacin UIT-R BT.601-4 (1994), Parmetros de codificacin de televisin digitalpara estudios.- Recomendacin UIT-R BT.802 (1992), Imgenes y secuencias de prueba para lasevaluaciones subjetivas de cdecs digi

40、tales que cursan seales producidas conforme a laRecomendacin 601.- Recomendacin UIT-T P.920 (1996), Mtodos de prueba interactivos para comunicacionesaudiovisuales.- Recomendacin UIT-T P.910 (1996), Mtodos de evaluacin subjetiva de la calidad vdeopara aplicaciones multimedios.- Recomendacin UIT-T H.2

41、61 (1993), Cdec vdeo para servicios audiovisualesa p 64 kbit/s.3 Abreviaturas y definicionesA los efectos de la presente Recomendacin, se aplican las siguientes definiciones.3.1 pel (o pixel): Elemento de imagen que describe el brillo o color de un punto discreto en unaimagen.3.2 bloque: Grupo de pe

42、ls. Por ejemplo, un bloque de 8 8 pels es el bloque de codificacin mspequeo utilizado en algoritmos MPEG-1. En una imagen SIF hay 1320 bloques, como se, 44 en ladireccin horizontal (352 pels/8) y 30 en la direccin vertical (240 lneas/8).2 Recomendacin P.930 (08/96)3.3 distorsin de bloque (o enlosami

43、ento): Distorsin de la imagen caracterizada por laaparicin de una estructura de codificacin de bloques subyacente.3.4 borrosidad: Distorsin global de toda la imagen, caracterizada por la reduccin de la nitidezde los bordes y del detalle espacial.3.5 errores de color: Distorsin de la totalidad o una

44、parte de la imagen final caracterizada porla aparicin de tonalidades no naturales o no esperadas o niveles de saturacin. Estas tonalidades oniveles de saturacin no estaban presentes en la imagen original.3.6 vibracin de contorno: Distorsin concentrada en los contornos de los objetos ycaracterizada a

45、dems por sus aspectos temporales y espaciales.3.7 bloques con errores: Forma de distorsin de bloque en la que uno o ms bloques de laimagen no guardan semejanza con la escena en curso o con la previa y que a menudo contrastanmucho con los bloques adyacentes.3.8 trepidacin (o movimiento con sacudidas)

46、: Movimiento originalmente uniforme ycontinuo percibido como una serie de “instantneas“ distintas.3.9 ruido mosquito: Forma de distorsin por vibracin de contorno asociada a veces con elmovimiento, caracterizada por efectos parsitos en movimiento y/o diagramas de ruido con manchassuperpuestos a los o

47、bjetos (se parece a un mosquito que volara entorno a la cabeza y los hombros deuna persona).3.10 ruido de cuantizacin: Efecto “nieve“ o “sal y pimienta“ similar a un ruido aleatorio perono uniforme a lo largo de la imagen.3.11 formato intermedio comn (CIF, common intermediate format): Utilizado porc

48、odificadores conformes a la Recomendacin H.261, de 352 pels de luminancia 288 lneas.3.12 un cuarto de CIF (QCIF, quarter CIF): 176 pels de luminancia 144 lneas.3.13 formato de entrada fuente (SIF, source input format): Utilizado por codificadores MPEG;formato progresivo, no entrelazado de 352 pels de luminancia 240 lneas 29,97 Hz o 352 pels deluminancia 288 lneas 25 Hz.3.14 formato CCIR: Norma UIT-R (anteriormente CCIR) de vdeo digital que utiliza formatosentrelazados de 720 pels de luminancia 480 lneas 30 Hz y 720 pels de luminancia 576 lneas 25 Hz.3.15 grupo de exp