Diplomová práca

Vytvorenie aplikácie určenej na subjektívne hodnotenie kvality videa

Autor: Michal MančíkVedúci: Ing. Miroslav Uhrina, PhD.Odbor: Multimediálne inžinierstvo

Katedra telekomunikácií a multimédií2014

Obhajoba diplomovej práce

Žilinská univerzita v ŽilineElektrotechnická fakulta

2

Zadanie diplomovej práce

• Teoretický úvod problematiky hodnotenia kvality videa.

• Analýza subjektívnych metód používaných na hodnotenie kvality videa.

• Analýza kompresných štandardov pre obrazový signál a kompresných artefaktov.

• Vytvorenie aplikácie určenej na subjektívne hodnotenie kvality videa.

ITU-R BT(broadcast service).500-13 (01/2012)

Michal MančíkKatedra telekomunikácií a multimédiíEF ŽU Žilina, 2014

Kvalita videa

• Televízne štandardy: PAL, NTSC, SECAM• Počet obrazov za sekundu (25)• Rozlíšenie: (SDTV/HDTV)• Pomer strán: (4:3,16:9)

• Vizuálna stránka:• Pozerateľnosť – celkový dojem• Potreba hodnotiť (subjektívne/objektívne)

Michal MančíkKatedra telekomunikácií a multimédiíEF ŽU Žilina, 2014 3

pred po

Kompresia videí

• Doba digitalizácie – DVB systémy

• Nárast (lacných) videokamier =kvantum videí

• Prenos cez paketové siete

• Vznik kompresných štandardov

4

Štandardy MPEG-1 MPEG-2 MPEG-4 (Visual) H.264/AVC H.265/HEVC

VlastnostiIba I snímokBez oprav.

mechanizmov

Podpora GOPProgramový/transportný

stream

Delenie video scény na objekty

Adaptácia kódovania v

priestore a čase

Rovnaké plochy – úspora. Rozdielne

plochy – presnejšia predikcia

Schopnosť vysielať Nie SDTV,HDTV SDTV,HDTV SDTV, HDTV2k,4K,8K UHD

½ šírky pásma


Artefakty spojené s digitalizáciou

• Kockovanie - DCT

5

• Rozmazanie (strata detailov) • Nesprávna rekonštrukcia hrany • Splývanie farieb• ...


Metódy hodnotenia kvality videa

• Objektívne: meranie prístrojmi (MSE,PSNR,VQM...)• Subjektívne: meranie ľudským faktorom

• Prostredie: laboratórne, domáce

6

Jednopodnetovémetódy (iba testovacia)

Dvojpodnetovémetódy ( testovacia a referenčná)

Súvislé hodnotenie počas premietania

SSCQE SDSCE

Hodnotenie po premietnutí sekvencie

ACR, SS, SSMR SC, DSIS, DSCQS



7

• SSCQE: Metóda priebežného hodnotenia kvality jedného stimulu (Single Stimulus Continuous Quality Evaluation) – hlasovanie počas premietania

• ACR: Metóda absolútneho kategorického hodnotenia (Absolute Category Rating) – jeden podnet, po premietnutí



8

• DSIS I. II.: Metóda hodnotenia na základe dvoch stimulov so stupnicou degradácie (Double Stimulus Impairment Scale) – po hodnotení

• SDSCE: Dvojpodnetová metóda pre priebežné hodnotenie kvality (Simultaneous Double Stimulus for Continuous Evaluation)


Výsledky testovania

• Detaily z konfigurácie testu• Detaily o testovanom materiáli• Informácia o type použitých snímok a type monitora• Počet pozorovateľov• Informácia o pozorovateľoch (vek, pohlavie, ...)• Typ použitej metódy testovania• Hlavný dôvod experimentu• Výsledná priemerná hodnota a 95 percentný interval spoľahlivosti

9

𝑢 𝑗𝑘𝑟=1𝑁 ∑

𝑖=1

𝑁

𝑢𝑖𝑗𝑘𝑟Priemerná hodnota sekvencie:

N – počet pozorovateľov, uijkr – hodnota hlasu


Praktický výstup práce

• Testovací užívateľský program na základe ITU-R BT.500-13, ITU-T P.910

• Jazyk vyhotovenia: SK, EN

10


11

12

13

14

Prehrávané video

Skóre

Stupnica hodnotenia

Načítanie sekvencií

Spustenieprehrávania

Zatvorenie testovacieho

okna

Zatvorenie okien - otvorenie xls -spriemerovanie

15


Ďakujem za pozornosť!

Vypracoval: Michal Mančík

Subjektívne metódyhodnotenia kvality videa


17


18

Otázky od oponenta

• Na základe čoho bola zvolená farba pozadia pri prehrávaní videa? Spĺňa toto riešenie technickú normu?

– Riešenie spĺňa ITU-R BT.500-13• farba pozadia prehrávača – nešpecifikovaná v norme• Norma špecifikuje pozadie monitora na D65 – teplota farby

denného osvetlenia podľa CIE chrominančného diagramu – laboratórne podmienky.


19

Otázky od oponenta

• Objasnenie tvrdenia: „Rozmazanie v obraze môžeme chápať ako stratu detailov v okolí hrán objektov na scéne. Je spôsobené kvantovaním DCT koeficientov, kedy pri veľkej kvantizácii prevažujú vysokofrekvenčné koeficienty.“

Kvantovaním sa vysokofrekvenčné koeficienty nulujú, čím sa z obrazu strácajú detaily. Vynulované koeficienty sa nedajú inverznou kvantizáciou získať.


20

Vstupný obraz (výrez 8x8) Xij (frekvenčné spektrum)

Qij Kvantizačná tabuľka

Xqij = round(Xij/Qij)

DCT

Vysokofrekvenčné koeficienty - vynulované

Xq(0,0)=13 – DC – stredný jas


Education

Diplomová práca