ITU-R BT 1867 SPANISH-2010 Objective perceptual visual quality measurement techniques for broadcasting applications using low definition television in the presence of a reduced ban.pdf

1、 Recomendacin UIT-R BT.1867(03/2010)Tcnicas de medicin objetiva de la calidad visual percibida para aplicaciones de radiodifusin que utilizanla televisin de definicin reducidaen presencia de una referenciade anchura de banda reducidaSerie BTServicio de radiodifusin (televisin)ii Rec. UIT-R BT.1867 P

2、rlogo El Sector de Radiocomunicaciones tiene como cometido garantizar la utilizacin racional, equitativa, eficaz y econmica del espectro de frecuencias radioelctricas por todos los servicios de radiocomunicaciones, incluidos los servicios por satlite, y realizar, sin limitacin de gamas de frecuencia

3、s, estudios que sirvan de base para la adopcin de las Recomendaciones UIT-R. Las Conferencias Mundiales y Regionales de Radiocomunicaciones y las Asambleas de Radiocomunicaciones, con la colaboracin de las Comisiones de Estudio, cumplen las funciones reglamentarias y polticas del Sector de Radiocomu

4、nicaciones. Poltica sobre Derechos de Propiedad Intelectual (IPR) La poltica del UIT-R sobre Derechos de Propiedad Intelectual se describe en la Poltica Comn de Patentes UIT-T/UIT-R/ISO/CEI a la que se hace referencia en el Anexo 1 a la Resolucin UIT-R 1. Los formularios que deben utilizarse en la d

5、eclaracin sobre patentes y utilizacin de patentes por los titulares de las mismas figuran en la direccin web http:/www.itu.int/ITU-R/go/patents/es, donde tambin aparecen las Directrices para la implementacin de la Poltica Comn de Patentes UIT-T/UIT-R/ISO/CEI y la base de datos sobre informacin de pa

6、tentes del UIT-R sobre este asunto. Series de las Recomendaciones UIT-R (Tambin disponible en lnea en http:/www.itu.int/publ/R-REC/es) Series Ttulo BO Distribucin por satlite BR Registro para produccin, archivo y reproduccin; pelculas en televisin BS Servicio de radiodifusin sonora BT Servicio de ra

7、diodifusin (televisin) F Servicio fijo M Servicios mviles, de radiodeterminacin, de aficionados y otros servicios por satlite conexos P Propagacin de las ondas radioelctricas RA Radio astronoma RS Sistemas de deteccin a distancia S Servicio fijo por satlite SA Aplicaciones espaciales y meteorologa S

8、F Comparticin de frecuencias y coordinacin entre los sistemas del servicio fijo por satlite y del servicio fijo SM Gestin del espectro SNG Periodismo electrnico por satlite TF Emisiones de frecuencias patrn y seales horarias V Vocabulario y cuestiones afines Nota: Esta Recomendacin UIT-R fue aprobad

9、a en ingls conforme al procedimiento detallado en la Resolucin UIT-R 1. Publicacin electrnica Ginebra, 2010 UIT 2010 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-R BT.1867 1 REC

10、OMENDACIN UIT-R BT.1867 Tcnicas de medicin objetiva de la calidad visual percibida para aplicaciones de radiodifusin que utilizan la televisin de definicin reducida*en presencia de una referencia de anchura de banda reducida*(2010) Cometido Esta Recomendacin especifica mtodos para la estimacin de la

11、 calidad visual percibida para aplicaciones de radiodifusin que utilizan televisin de definicin reducida (TVDR) cuando la seal disponible es una seal de referencia reducida (RR), por ejemplo, a travs de un canal de datos auxiliar, marca de agua, metadatos u otros. La Asamblea de Radiocomunicaciones

12、de la UIT, considerando a) que la capacidad de medir automticamente la calidad del vdeo de radiodifusin se ha considerado desde hace tiempo de enorme inters para la industria b) que la Recomendacin UIT-R BT.1683 describe tcnicas de medicin objetiva de la calidad de vdeo perceptual para la radiodifus

13、in de televisin digital de definicin convencional en presencia de una referencia completa; c) que la Recomendacin UIT-R BT.1833 describe sistemas multimedios para la radiodifusin de multimedios y aplicaciones de datos para recepcin mvil mediante receptores de bolsillo; d) que la televisin de definic

14、in reducida (TVDR) est empezando a ser ampliamente utilizada en la radiodifusin de multimedios y aplicaciones de datos para recepcin mvil; e) que la Recomendacin UIT- J.2461especifica tcnicas de medicin objetiva de la calidad de vdeo perceptual para aplicaciones de televisin de definicin reducida en

15、 presencia de una referencia de anchura de banda reducida; f) que la medicin objetiva de la calidad de vdeo percibida puede resultar til como complemento de los mtodos de evaluacin subjetiva, *La televisin de definicin reducida (TVDR) hace referencia a resoluciones de vdeo con un nmero de pixels men

16、or que los definidos en la Recomendacin UIT-R BT.601. Est en estudio una Recomendacin UIT-R pertinente sobre TVDR. *El mtodo de medida con referencia reducida para la medicin objetiva de la calidad percibida de vdeo, evala la calidad de funcionamiento de los sistemas mediante comparaciones entre car

17、acersticas extraidas de la seal de vdeo no distorsionada a la entrada del sistema y la seal degradada a la salida del sistema. 1La Recomendacin UIT-T J.246 est disponble en . 2 Rec. UIT-R BT.1867 reconociendo a) que la utilizacin de TVDR est destinada principalmente a la visualizacin en pantallas pe

18、queas, tales como las disponibles en receptores porttiles y mviles, recomienda 1 que las directrices, cometido y limitaciones del Anexo 1 se utilicen en la aplicacin de modelos de medicin objetiva de vdeo identificados en el recomienda 2; 2 que el modelo de medicin objetiva de la calidad visual perc

19、ibida del Anexo 2 se utilice en aplicaciones de radiodifusin que utilicen LDTV cuando est disponible una seal de referencia reducida, tal como se describe en el Anexo 2 Anexo 1 1 Introduccin En esta Recomendacin se especifican mtodos para la estimacin de la calidad de vdeo percibida en aplicaciones

20、de radiodifusin que utilizan TVDR cuando est disponible una seal de referencia reducida. El mtodo de medicin de referencia reducida puede utilizarse cuando las caractersticas extradas de la seal de vdeo de referencia estn disponibles en el punto de medida, como ocurre en mediciones realizadas sobre

21、equipos individuales, en una cadena en el laboratorio o en un entorno cerrado. Los mtodos de estimacin estn basados en el procesado de vdeo con resolucin VGA, CIF y QCIF. El material de prueba de validacin utilizado presentaba diversas degradaciones de codificacin y errores de transmisin (por ejempl

22、o, bit errneos, paquetes descartados). Si existen seales de vdeo con distorsiones de codificacin, el codificador puede utilizar varios mtodos de compresin (por ejemplo, MPEG-2, H.264, etc.). Los modelos de esta Recomendacin pueden utilizarse para la supervisin de la calidad en redes a fin de garanti

23、zar su disponibilidad operacional. Los efectos visuales de las degradaciones pueden ser espaciales y temporales (por ejemplo, repeticin de cuadros, omisin de cuadros, reduccin de la velocidad de cuadros). Los modelos de esta Recomendacin tambin pueden utilizarse para pruebas de laboratorio de sistem

24、as de vdeo. Cuando se utilizan para comparar diferentes sistemas de vdeo, es recomendable utilizar un mtodo cuantitativo (como el de la Recomendacin UIT-T J.149) para determinar la exactitud del modelo en dicho contexto en particular. Esta Recomendacin se considera apropiada para servicios entregado

25、s a una velocidad de 4 Mbit/s o menor, tpica de receptores mviles. Las pruebas de validacin de cada resolucin se realizaron en las condiciones siguientes: QCIF (quarter common intermediate format) (formato de un cuarto del formato intermedio comn (176 144 pxeles): 16 kbit/s a 320 kbit/s. CIF (common

26、 intermediate format) formato intermedio comn (352 288 pxeles): 64 kbit/s 2 Mbit/s. VGA (video graphics array) matriz de grficos de vdeo (640 480 pixels): 128 kbit/s 6 Mbit/s . Rec. UIT-R BT.1867 3 CUADRO 1 Factores utilizados en la evaluacin de modelos Factores de prueba Errores de transmisin con p

27、rdida de paquetes. Resolucin de vdeo QCIF, CIF y VGA. Velocidades binarias de vdeo: QCIF: 16 kbit/s a 320 kbit/s CIF: 64 kbit/s 2 Mbit/s VGA: 128 kbit/s 4 Mbit/s. Errores temporales (pausas con omisin de imgenes) de 2 s como mximo. Velocidades de cuadros de vdeo de 5 a 30 cuadros/s. Mtodos de codifi

28、cacin H.264/AVC (MPEG-4 Parte 10), MPEG-4 Parte 2, y otros tres mtodos de codificacin privados. (Vase Nota 1). Aplicaciones Supervisin de la calidad en tiempo real y en funcionamiento normal. Supervisin de la calidad en el destino distante cuando hay disponibles canales paralelos para caractersticas

29、 extradas de secuencias de vdeo de la fuente. Medicin de la calidad para la supervisin de un sistema de almacenamiento o de transmisin que utilice tcnicas de compresin y descompresin de vdeo, ya sea en un solo paso o mediante concatenacin de dichas tcnicas. Prueba en laboratorio de sistemas de vdeo.

30、 NOTA 1 Las pruebas de validacin de modelos incluyeron secuencias de vdeo codificadas utilizando 15 cdecs de vdeo diferentes. Los cinco cdecs que figuran en el Cuadro 1 se utilizaron para la codificacin de secuencias de prueba, y cualquiera de los modelos recomendados puede considerarse adecuado par

31、a la evaluacin de dichos cdecs. Adems de los cinco cdecs mencionados, una pequea parte de las secuencias de prueba se crearon utilizando los cdecs siguientes: H.261, H.263, H.263+2, JPEG-2000, MPEG-1, MPEG-2, H.264 SVC, y otros sistemas privados. Ntese que algunos de dichos cdecs se utilizaron solam

32、ente para resoluciones CIF y QCIF pues es previsible que su uso real sea principalmente con dichas resoluciones. Antes de la aplicacin de un modelo a secuencias codificadas utilizando uno de dichos cdecs, es recomendable que el usuario examine cuidadosamente sus prestaciones predictivas para determi

33、nar si el modelo alcanza unas caractersticas de funcionamiento predictivas adecuadas. 2 Aplicaciones Las aplicaciones para los modelos de estimacin descritos en esta Recomendacin incluyen, aunque no exclusivamente, las siguientes: 1) evaluacin, especificacin y pruebas de aceptacin de cdecs, coherent

34、es con una precisin limitada, tal como se describe ms adelante; 2) supervisin de la calidad en tiempo real y en funcionamiento; 2H.263+ es una configuracin particular de H.263 (1998). 4 Rec. UIT-R BT.1867 3) supervisin distante de la calidad del destino cuando hay disponibles canales laterales que p

35、ermiten disponer de las caractersticas extradas de secuencias de vdeo de la fuente; 4) medicin de la calidad para la supervisin de un sistema de almacenamiento o de transmisin que utilice tcnicas de compresin y descompresin de vdeo, ya sea en un solo paso o mediante la concatenacin de dichas tcnicas

36、 5) Prueba en laboratorio de sistemas de vdeo. 3 Limitaciones Los modelos de estimacin descritos en esta Recomendacin no deben utilizarse para sustituir completamente a las pruebas subjetivas. Los valores de la correlacin entre dos pruebas subjetivas cuidadosamente diseadas y realizadas (es decir,

37、en dos laboratorios diferentes) est normalmente entre 0,95 y 0,98. Si este modelo se utiliza para comparar sistemas de vdeo (por ejemplo, la comparacin de dos cdecs), es recomendable utilizar un mtodo cuantitativo (como el de la Recomendacin UIT-T J.149) para determinar la precisin del modelo en dic

38、ho contexto en particular. Los modelos incluidos en esta Recomendacin se han validado por la medicin de vdeos con congelaciones de cuadros de imagen de hasta 2 s. Los modelos de esta Recomendacin no se han validado para la medicin de vdeo con un retardo creciente de forma persistente (por ejemplo, v

39、deos que no descarten tramas perdidas tras un congelamiento de cuadro). Debe sealarse que en el caso de nuevas tecnologas de codificacin y transmisin que introduzcan efectos secundarios no considerados en esta evaluacin, los modelos objetivos pueden producir resultados errneos. En ese caso, es neces

40、aria una evaluacin subjetiva. 4 Descripcin de modelos En el Anexo 2 se describen los modelos siguientes: Modelo A (Anexo 2) VQEG propuesto por la Universidad Yonsei, de la Repblica de Corea. Apndice 1 al Anexo 1 Resultados del Grupo de Expertos en Calidad del Vdeo (VQEG) Los estudios relativos a med

41、iciones de la calidad de vdeo percibida son realizados por un grupo informal denominado VQEG (Video Quality Experts Group), que est integrado en las Comisiones de Estudio 9 y 12 del UIT-T y en la Comisin de Estudio 6 del UIT-R. En la recin finalizada Fase I de pruebas de Multimedios del VQEG se han

42、evaluado las prestaciones de los algoritmos propuestos para la medicin de calidad percibida de vdeo con referencia reducida para los formatos QCIF, CIF y VGA. Rec. UIT-R BT.1867 5 En base a la evidencia actualmente reconocida, el Sector de Radiocomunicaciones de la UIT recomienda el mtodo siguiente:

43、 Modelo A (Anexo 2) VQEG propuesto por la Universidad Yonsei, de la Repblica de Corea. Los Cuadros 2, 3 y 4 proporcionan informacin de detalle sobre las prestaciones del modelo en las pruebas realizadas durante la Fase I de multimedios con VQEG. CUADRO 2 Resolucin VGA: prestaciones del modelo en las

44、 pruebas de la Fase I de multimedios con VQEG: valores medios en relacin con 13 pruebas subjetivas Estadstica Yonsei RR10k Yonsei RR64k Yonsei RR128k PSNR(1)Correlacin 0,803 0,803 0,803 0,713RMSE(2)0,599 0,599 0,598 0,714 Relacin de afloramiento 0,556 0,553 0,552 0,615 (1)PSNR: relacin seal a ruido

45、de cresta. (2)RMSE: error cuadrtico medio. CUADRO 3 Resolucin CIF: prestaciones del modelo en las pruebas de la Fase I de multimedios con VQEG: valores medios en relacin con 14 pruebas subjetivas Estadstica Yonsei RR10k Yonsei RR64k PSNR Correlacin 0,780 0,782 0,656RMSE 0,593 0,590 0,720Relacin de a

46、floramiento 0,519 0,511 0,632 CUADRO 4 Resolucin QCIF: prestaciones del modelo en las pruebas de la Fase I de multimedios con VQEG: valores medios en relacin con 14 pruebas subjetivas Estadstica Yonsei RR1k Yonsei RR10k PSNR Correlacin 0,771 0,791 0,662RMSE 0,604 0,578 0,721Relacin de afloramiento 0

47、505 0,486 0,596 Las correlaciones medias del anlisis bsico de los modelos de VGA con referencia reducida (RR) tuvieron todas el valor 0,80, con una PSNR de 0,71. Las correlaciones del modelo individual para algunos de los experimentos fueron de hasta 0,93. El RMSE medio de los modelos de VGA con RR

48、 6 Rec. UIT-R BT.1867 fueron todos de 0,60, con una PSNR de 0,71. La relacin de afloramiento media para los modelos de VGA con RR oscil entre 0,55 y 0,56, con una PSNR de 0,62. Todos los modelos propuestos tuvieron unas caractersticas de funcionamiento estadsticas superiores a la PSNR en 7 de los 13 experimentos. En base a cada mtrica, cada modelo de VGA con RR se situ en el grupo de los modelos de mejores prestaciones el nmero de veces siguientes: Estadstica Yonsei RR10k Yonsei RR64k Yonsei RR128k PSNR Correlacin 13 13 13